Produção de H2 para células a combústível a partir da oxidação ...

de vanadio sobre 0 precursor Mg-AI seeo r
formado uma fase hidrotalcita com anions
intercalados. Os resultados de RTP indicararr
aumento crescente da quantidade de Mg no catuuouuu.
promove urn aumento na temperatura maxima de
redu950 do vanadio. Esle aumento na temperatura
maxima de redu950 pode ser devido 11forma,ao de uma
maior quantidade da fase MgO no catalisador, que
diminui a redutibilidade do vanadio. Nos resultados
obtidos pel a rea,ao de decomposi,ao do isopropanol, 0
catalisador com maior concentra,ao de magnesio
produziu mais acetona. A maior atividade na forma,ao
de acetona no catalisador V/Mgl.oAI se deve ao maior
ndmero de sitios basicos devido 11presen9a do magnesio.
Em contrapartida, 0 catalisador com maior quantidade de
aluminio (V/Mgo,5AI) foi mais seletivo na forma,ao do
propileno por apresentar um maior ndmero de sitios
acidos. A presen,a do van3dio nos catalisadores favorece
a forma,ao de novos sitios acidos no catalisador e
promove uma maior transforma,ao do isopropanol em
propileno.
Agradecimentos
Ao Laborat6rio Associado de Combustao e Propulsao
(LCP) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
(lNPE/Cachoeira Paulista) pelo uso de sua infra-estrutura
na caracteriza,ao dos catalisadores e tambem 11FAPESP
(Proc.: 04/02099-5) pela bolsa outorgada a Debora M.
Meira. Os autores sac extremamente gratos ao professor
da FAENQUIL Dr. Paulo Suzuki pel a analise de difra,ao
de raios-X.
I. W.T Reichle 1. Cala11985, 94,547.
2. F Cavani; F Trifiro; A. Vaccari Cawl Today 1991,
II. 173.
3. R. Allman Acta Ci}'.l'/allogr. B. 1968,24, 972.
4. S. Miyata Clays. Clay Mil/er. 1983,31(4),305.
5. H.FW. Taylor Miner. Mag. 1973,39.377.
6. D.L. Bish Bull. Mil/eral. 1980, 103, 170.
7. D. Tichit; F Medina; B. Coq; R. Dutartre Appl.
Cawl. A: Gen. 1997,159.241.
8. V.R.L. Constantino; TJ. Pinnavaia Il/0rg. Chelll.
1995,34 (4), 883
9. F Prinetto; G. Ghiotti; R. Durand; D. Tichit 1. Phys.
Chem. 2000,104. II.
10. A. Corm a; V. Fornes; FRey 1. Cllwl. 1994, 148,
205.
II. V.K. Diez; C.R. Apesteguia; J.I Di Cosimo 1. Calal.
2003, 215, 220.
12. A. Bhattacharyya; D.B. Hall; T.J. Barnes Appl.
Cawl. Sci. 1995, 10. 57.
13. P. Dinka; K. Prandova; M. Hronec Appl. Clay Sc;.
1998,13. 467.
111111111111111111111111/1111111111
Reg.62134
Produ~ao de H2 para celu
Me 3942
vska; E.M.
awel Appl.
1. Chelll. Soc. 1984, I, 2479.
16. l.A. Wang. X. Bokhimi; O. Novaro; T. Lopez; R
Gomez 1. Mol. Clltal. A. 1999, 145(1), 291. .
17. V.K. Diez; C.R. Apestegufa; 1.1. Di Cosimo Cara/.
Today 2000,1, 53.
18. D.C. Tomezak; J.L. Allen; K.R. Poeppelmeier 1.
Cawl. 1994,146, 155.
19. A. Gervasini; A. Auroux 1. Calal. 1991,131,190.
20. G. Busca; G. Ramis; V. Lorenzelli J. Mol. Calal.
1989,50,231.
21. l. Datka; A. Turek; M. Jehng; IE. Waschs 1. Calal.
1992, 135, 186.
22. M.L. Ferreira; M. Volpe J. Mol. Catal. 1999, 149,
32.
23. M.A. Aramendia; V. Borau; C. Jimenez; J.M.
Marinas; A. Porras; FJ. Urbano 1. Catal. 1996,161,
829.
T
13 2 Congresso Brasileiro de Catalise
3 2 Congresso de Catalise do Mercosul
Produyao de H 2 para Celulas a Combustlvel a partir da
Oxidayao Parcial do Metano em Catalisadores Mo2C/Ce02.
Adriana Maria da Silva" Karine Alves Cortez 2 , Rosana Marq,uesAmorim 2 Aldemir Barbosa
Marreiros Filho 2 , Lisiane Veiga Mattos" Fabio Bellot Noronha, Victor Teix~ira da Silva 2 •
1 II/Slilulo Naciol/al de TeCllologia. A,'. Vellezuela 82. Rio de Jalleiro, Bras;l; lel:55 21 2123 1177; e-mail:
jahiohel@il/I.gov.!>r
2 IlIslillllo Miliwr de Ellgel/haria. Pra(.'a General Til"irc;o 80, Rio de Jalleiro, 22290-270; e-mail: dasilva@ime.eh.hr
o desempenho de catalisadores de M02C1Ce02 foi avaliado na oxida,ao parcial do CH, e os resultados comparados
com os obtIdos para uma amostra de referencia 1.5%PtlCe02. A conversao obedeceu a seguinte ordem:
15%Pt/Ce02 (55%) > 5%M02CICe02 (41 %) > IO%M02CICe02 (32%). Apesar da menor conversao, os catalisadores
de Mo exibiram estabilidade durante a rea,ao que pode ser explicada devido 11baixa forma,ao de depositos de carbona
conforme observado par analise tennogravimetrica. Ao conlrario da amostra 1,5%Pt/Ce02, os catalisadores d~
M02CICe02 exibiram um aumento na forma,ao de CO, acompanhado de um decrescimo na seletividade a CO, e da
razao H 2 /CO. A forma,ao de CO e a estabilidade exibida pelos sistemas a base de Mo podem ser explicadas em t~rmos
da ~xlda,ao do carbeto com a forma,ao de oxicarbeto de Mo ou do 6xido de Mo. Assim, haveria um processo
dlllamlco no qual ocorrena a recarbura,ao do oxicarbeto ou do oxido de Mo formados durante a rea,ao, evitando a
desatlva,ao dos catahsadores.
The partial oxidation of CH, was investigated over M02CICe02 and compared with 1.5%PtlCe02 results. The
J.5%PtlCe02 catalyst exhibited conversion of 55% followed by 5%M02CICe02 (41 %) and IO%M02CICe02 (32%).
BesIdes the lower converSIon, the Mo catalysts were stable during reaction in accordance with C quantification by
TGA whIch revelead low C deposils. The d,stnbutlon products profile showed an increase in the CO and decrease in
the CO2 amounts. Opposite behavior was demonstrated by 1.5%Pt/Ce02 system. The CO production and the catalyst
stabJlily exhIbIted by Mo catalysts were explained by carbide oxidation to Mo oxicarbide or Mo oxide. Therefore the
catalyst stability is attributed to a dynamic process which Mo carbide or Mo oxide were recarburated during rea~tion
conditions.
Introdu9iio
As celulas a combustivel sac dispositivos
eletroqufmicos que convertem a energia quimica de
lima rea,ao diretamente em energia eletrica (J).
o combustivel das ceJulas e 0 hidrogenio ou um gas
rico em hidrogenio (2). Diversas tecnologias. como a
reforma com vapor, a oxida,ao parcial e a reforma
autotennica sac utilizadas para a gera,ao do
hidrogenio a partir de diferentes combustfveis
(hidrocarbonetos como 0 metano e a gasolina. e alcoois
C0ll10 0 metanol). A tecnologia e 0 combustivel
Utilizados sac fun,ao da aplica~ao desejada (3).
Em celulas a combustivel para fontes estacionarias.
gas natural e a materia prima mais viavel (3).
Entretanto. visando minimizar os riscos de explosao e
de incendios, sac adicionados composlOs 11base de
enxofre ao gas natural para auxiliar na delec,ao de
vazamentos. Os compostos normal mente usados sac
etil ou t-butil mercaptans. telrahidrotiofeno (THT),
Cos ou H2S (4). Estes composlOs devell1 ser
Previamcllle removidos para evitar 0 envencnamento e
a desativa,ao dos calalisadores na elapa de conversao
J\lJai.\' £1(113:; COI1J,:rl'.I'.w Hm.lill'iro tlf' emlill.le! 3" Ml'rloclIl
do gas natural a hidrogenio (4). Portamo, para eliminar
o envenenamento por enxofre dos catalisadores, a
carga deve sofrer um processo de dessulfuriza,ao antes
de entrar no sistema de processamento do combustive!.
A elapa de dessulfuriza,ao consiste ou na conversao
dos compostos sulfurados em H2S. utilizando
catalisadores Co-Mo e Ni- W suportados, seguido pel a
abson;ao do H2S, au apenas envolvem a absor,ao dos
compostos de enxofre em varios materiais. Diferentes
adsorventes vem sendo empregados dentre outros 0
carvao ativo e ze6lilas dopados com Cu, Zn ou Ni (4).
o problema de adsor,ao compreende a relativamente
baixa capacidade de adsor9ao de enxofre, 0 que obriga
a substitui,ao ou regenera,ao peri6dica destes
materiais (5).
o desenvolvimel1lo de catalisadores para a produ,ao
de hidrogenio tolerantes ao enxofre permi tiria eliminar
a etapa de dessulfuriza,ao, levando a uma redu~ao dos
custos de capital e de opera,ao do processador de
combustivel e. tambell1. a uma redu~ao do sell
tall1anho. Na literatura, sac encomrados alguns
trabalhos envolvendo 0 desenvolvimento de

"0
"0
catalisadores para a reforma de diesel e gasolina em
presen

A Figura 4 mostra os resultados de ATG do
catalisador 5% Mo,C/CeO, apos rea,ao. As curyas'de
perda de mass a do catalisador 10% Mo,C/CeO, foram
semelhantes as do catalisador 5% Mo,C/CeO, e por
isto nao sao apresentadas. Nota-se a presen,a de duas
regioes de consumo de oxigenio: uma a baixa
temperatura (673 - 923K) e outra acima de 973K.
~
"E 60
""' "
"
"E
"
0-
!I<
dcrivada
80 -- rTlOl'isa
40
20
.,
temperatura
800 1000 1200
/ K
0.04
0,03
~
0,03 " E
0,02 ""'"
'2" "
0-
O,Q1
""'
O,ot ""'
"
.~
0,01
""' "
!I<
0.00
-0,01
·0,01
Figura 4. Curvas de perda de massa e derivada do catalisador
5'1

enquamo que a forma