Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37388
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.creatorOliveira, Cassiano Cunha-
dc.date.accessioned2023-03-02T14:58:42Z-
dc.date.available2023-03-02T14:58:42Z-
dc.date.issued2021-07-12-
dc.identifier.citationOLIVEIRA, Cassiano Cunha. Produção de hidrogênio através da reforma a vapor de etanol com captura de dióxido de carbono usando catalisadores bifuncionais à base de níquel e óxido de cálcio dopados com magnésio e alumínio. 2021. 82 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.340.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37388-
dc.description.abstractThis work evaluated the performance of nickel-based catalysts supported on CaO and CaO-MgO-Al2O3 in the sorption enhanced steam reforming of ethanol (SESRE) aiming the production of high purity H2. The catalysts were prepared by sol-gel method and characterized by different methods: Temperature programmed reduction (TPR), X-ray diffraction (XRD), scanning electronic microscopy (SEM) with chemical element mapping, N2 physisorption and thermogravimetric analysis (TGA). XRD analyses showed that the predominant phases were CaO, MgO, CaCO3, Ca(OH)2 and NiO in the calcined samples and Ni0 in the reduced and passivated samples. TPR profiles indicated that all catalysts presented a high degree of reduction (Ni/CaMgAl-68 > Ni/CaMgAl-79 > Ni/Ca), although the Ni/CaMgAl-X samples presented high reduction temperatures indicating the formation of NiAl2O4. TPR performed under temperature conditions of catalyst activation obtained a degree of reduction of NiO over 90% due to the contact of the samples in a reducing atmosphere for a longer time than that used during TPR analysis. TGA showed that the catalyst Ni/CaMgAl-68 was the most stable during the 20 cycles of carbonation and decarbonation because it had the lowest loss of CO2 uptake capacity. However, Ni/CaMgAl-79 catalyst showed the highest capture capacity after 20 cycles in relation both to mass of catalyst and by mass of CaO. The catalytic tests in the SESRE showed that Ni/CaMgAl-79 catalyst had the best performance since it had the longest high purity hydrogen production time. In the pre-breakthrough period, the H2 mole fractions were close to 90% for all samples during all reaction cycles. Furthermore, the CO2 capture promoted by the sorbent allowed these concentration values to be higher than conventional steam reforming of ethanol, due to the equilibrium shift that favors H2 production. The TGA performed after the reaction cycles also showed that probably the presence of the metal oxides (MgO and Al2O3) in the catalysts minimized the formation of coke on the surface of the catalysts, obtaining average deposition rates of 11.5, 7.4 and 6.2 mgC/gcat/h, for the Ni/Ca, Ni/CaMgAl-79 and Ni/CaMgAl-68 catalysts, respectively.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageengpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectcatalisadores à base de níquelpt_BR
dc.subjectnickel-based catalystspt_BR
dc.subjectreforma a vapor de etanol melhorada (RVEM)pt_BR
dc.subjectsorption enhanced steam reforming of ethanol (SESRE)pt_BR
dc.subjectóxido de cálciopt_BR
dc.subjectcalcium oxidept_BR
dc.subjectóxido de magnésiopt_BR
dc.subjectmagnesium oxidept_BR
dc.subjectóxido de alumíniopt_BR
dc.subjectaluminum oxidept_BR
dc.subjecthidrogênio de alta purezapt_BR
dc.subjecthigh purity hydrogenpt_BR
dc.titleProdução de hidrogênio através da reforma a vapor de etanol com captura de dióxido de carbono usando catalisadores bifuncionais à base de níquel e óxido de cálcio dopados com magnésio e alumíniopt_BR
dc.title.alternativeHydrogen production from sorption enhanced steam reforming of ethanol using bifunctional nickel and calcium-based catalysts doped with magnesium and aluminumpt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.contributor.advisor1Hori, Carla Eponina-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2617251488980560pt_BR
dc.contributor.referee1Alonso, Christian Gonçalves-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7285754665946583pt_BR
dc.contributor.referee2Dantas, Sandra Cristina-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/7030857553317983pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5790660572716092pt_BR
dc.description.degreenameDissertação (Mestrado)pt_BR
dc.description.resumoEste trabalho avaliou o desempenho de catalisadores à base de níquel suportados em CaO e CaO-MgO-Al2O3 na reforma a vapor de etanol melhorada (RVEM) visando a produção de H2 de alta pureza. Os catalisadores foram preparados pelo método sol-gel e caracterizados por diferentes métodos: Redução a temperatura programada (RTP), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) com mapeamento de elementos químicos, fisissorção de N2 e análise termogravimétrica (ATG). As análises de DRX mostraram que as fases predominantes foram CaO, MgO, CaCO3, Ca(OH)2 e NiO nas amostras calcinadas e de Ni0 nas amostras reduzidas e passivadas. Os perfis de RTP indicaram que todos os catalisadores tiveram um alto grau de redução (Ni/CaMgAl- 68 > Ni/CaMgAl-79 > Ni/Ca), embora as amostras de Ni/CaMgAl-X apresentem altas temperaturas de redução indicando a formação de NiAl2O4. A RTP realizada nas condições de temperatura da ativação do catalisador obteve um grau de redução do NiO superior a 90% devido ao contato das amostras em uma atmosfera redutora por um tempo maior do que o usado durante a análise de RTP. A ATG mostrou que o catalisador Ni/CaMgAl-68 foi o mais estável durante os 20 ciclos de carbonatação e regeneração porque teve a menor perda de capacidade de captura de CO2. No entanto, o catalisador Ni/CaMgAl-79 apresentou a maior capacidade de captura após 20 ciclos tanto em relação a massa de catalisador quanto por massa de CaO. Os testes catalíticos na RVEM mostraram que o catalisador Ni/CaMgAl-79 teve o melhor desempenho, uma vez que foi o que teve maior tempo de produção de hidrogênio de alta pureza. No período de prebreakthrough, as frações molares de H2 ficaram próximas de 90% para todas as amostras durante todos os ciclos reacionais. Além disso, a captura de CO2 promovida pelo sorvente permitiu que esses valores de concentração fossem superiores às da reforma a vapor de etanol convencional, devido ao deslocamento do equilíbrio que favorece a produção de H2. A ATG realizada após os ciclos reacionais também mostraram que provavelmente a presença dos óxidos metálicos MgO e Al2O3 nos catalisadores minimizou a formação de coque na superfície dos catalisadores, obtendo taxas médias de deposição de 11,5, 7,4 e 6,2 mgC/gcat/h, para os catalisadores de Ni/Ca, Ni/CaMgAl-79 e Ni/CaMgAl-68, respectivamente.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Químicapt_BR
dc.sizeorduration82pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA::REATORES QUIMICOSpt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.340pt_BR
dc.orcid.putcode130086118-
dc.crossref.doibatchid0b5a6071-9deb-4b0b-b5fb-f82653951c5b-
dc.subject.autorizadoEngenharia químicapt_BR
dc.subject.autorizadoHidrogênio como combustívelpt_BR
dc.subject.autorizadoCatalisadores de níquelpt_BR
dc.subject.autorizadoÁlcoolpt_BR
dc.subject.autorizadoDióxido de carbonopt_BR
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Química

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
ProducaoHidrogenioAtraves.pdfDissertação5.87 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons