Estudio del desempeño de diferentes Perovskitas como soporte en catálisis de metanación

Abstract

Dada la crisis climática actual es de suma importancia disminuir la cantidad de emisiones de CO_2 a la atmósfera, principal gas de efecto invernadero. Una forma de hacerlo es incorporar este gas en un vector energético como es el H_2 verde, para formar CH_4 y así utilizar las instalaciones de almacenamiento y distribución existentes. Con esta motivación, en el siguiente escrito se presenta el estudio de diferentes materiales y dopantes en su desempeño como soportes y catalizadores en la reacción de metanación de CO_2. En este trabajo se realiza un estudio del desempeño de diferentes catalizadores (Ni,Fe,Ag), y diferentes soportes como titanato de calcio y titanato de calcio y cobre, para identificar el mejor catalizador y el rol que juega el soporte en el proceso de metanación, además, de estudiar el efecto de co-dopantes (Ni y Fe), con CTO como soporte, en este proceso. En el laboratorio se prepararon un total de 14 muestras para el CTO y 2 muestras para el CCTO, a través de síntesis sol-gel, estas muestras son caracterizadas con DRX y algunas son seleccionadas para analizarlas a través de SEM y EDS, con lo que se obtienen mayoritariamente las fases de CTO y CCTO buscadas, a excepción de los materiales dopados con Fe, donde existe una mayor cantidad de sub-producto, posiblemente asociado a la hidrólisis del gelificante. Un total de 13 muestras son testeadas en su desempeño como catalizador para la reacción de metanación, obteniendo que las muestras de CTO dopadas con Ni son las que presentan mejores resultados, esto atribuido a la interacción electrónica entre el Ni y el Ca, que permitiría la adsorción y disociación de CO_2. Además, se descubre que el CCTO no presenta un buen desempeño como soporte, en comparación al CTO. Finalmente, se concluye que la reacción del proceso de metanación no solo ocurre en la superficie del metal, si no que el soporte juega un rol fundamental en el mecanismo de reacción.