Producción de hidrógeno a partir de materias primas renovables derivadas de biomasa

Abstract

El hidrógeno tiene gran potencial como vector energético debido a los beneficios ambientales derivados de su utilización en reemplazo de los combustibles fósiles. Sin embargo, para que su uso sea verdaderamente sustentable, el método de producción debe ser neutro en cuanto a la generación de dióxido de carbono. En esta Tesis se estudió la producción selectiva de hidrógeno a partir de compuestos oxigenados derivados de biomasa. El estudio de la influencia del contenido de platino en catalizadores soportados sobre gamma alúmina empleados en reformado en fase acuosa de polioles mostró que a mayor contenido de metal se obtienen mayores productividades de hidrógeno. La conversión de xilitol y sorbitol fue casi completa a velocidades espaciales bajas y disminuyó como era esperable con el aumento de la velocidad espacial, mientras que la productividad presentó un máximo. Este máximo puede explicarse teniendo en cuenta que la productividad está relacionada al rendimiento y a la velocidad espacial. El rendimiento disminuye cuando aumenta la velocidad espacial, de manera que puede existir una velocidad espacial óptima que maximice la productividad. El tamaño de la molécula de reactivo también influye sobre el rendimiento. Con xilitol se obtuvo mayor rendimiento mientras que con sorbitol debido a que reactivos de cadena más larga implican una mayor complejidad del sistema de reacciones. Cuando se aumentó la concentración del poliol aumentó la conversión total y la conversión a productos líquidos, mientras que la conversión a productos gaseosos y la selectividad a hidrógeno disminuyeron; el rendimiento y la productividad no mostraron variaciones.

Hydrogen has great potential as an energetic vector due to the environmental benefits derived from its use in replacement of fossil fuels. However, for its use to be truly sustainable, the production method must be neutral in terms of the generation of carbon dioxide. In this thesis we studied the selective production of hydrogen from oxygenated compounds derived from biomass. The study of the influence of the platinum content on supported catalysts on gamma alumina used in reforming in the aqueous phase of polyols showed that the higher the metal content, the higher the productivities of hydrogen. Conversion of xylitol and sorbitol was almost complete at low spatial speeds and decreased as expected with increasing space velocity, while productivity showed a maximum. This maximum can be explained taking into account that productivity is related to performance and spatial velocity. Performance decreases as space velocity increases, so that an optimum space velocity can exist to maximize productivity. The size of the reactant molecule also influences the yield. With xylitol higher yields were obtained while with sorbitol because longer chain reagents imply a greater complexity of the reaction system. When the concentration of the polyol was increased, the total conversion and conversion to liquid products increased while conversion to gaseous products and hydrogen selectivity decreased; performance and productivity showed no variation.