Estudio comparativo de la actividad catalítica del NI soportado sobre manganitas tipo ruddlesden-popper obtenido por impregnación y exsolución en el reformado de metano con vapor a condiciones de pila sofc

Abstract

Las celdas de combustible de óxido sólido (SOFC) se proyectan como una alternativa al uso convencional de combustibles fósiles, debido a que han sido utilizadas muy eficientemente para la generación de energía eléctrica por medio de su descomposición electroquímica y no de su combustión, generando así menos emisiones de gases de efecto invernadero. En trabajos anteriores realizados en el grupo INTERFASE, se ha demostrado la viabilidad del material La1.5Sr1.5Mn1.5Ni0.5O7 de tipo Ruddlesden-Popper (RP) como ánodo para SOFC alimentada con CH4 por su bajo coeficiente de expansión, además de presentar exsolución del Ni en atmósfera reductora para formar una fase RP tipo (La,Sr)2MnO4 a 850 °C y 16 h de reducción con un 5 %m/m de Ni, por lo cual exhibe propiedades catalíticas para el reformado con vapor de CH4. En este estudio, se decidió hacer una evaluación comparativa de la actividad catalítica del material antes mencionado y del obtenido por el método de impregnación húmeda incipiente, La0.5Sr1.5MnO4/Ni. Dicha comparación se realizó a varias temperaturas (T=750, 800 y 850 °C) y tiempos de reducción (t=4 y 8 h). A 850 °C, el material obtenido por exsolución permitió alcanzar una conversión de aproximadamente 10 %mol para una relación vapor/carbono (S/C) mínima de 0.15. Durante el tiempo de reacción no se observó desactivación del material, manteniendo siempre una selectividad alta del 86 % hacia la reacción de reformado, mientras que en el material impregnado se observó una conversión de 8 %mol aproximadamente, presentando sinterización de las nanopartículas de Ni y disminución de la selectividad al 80 %.