Estudio catalítico de la exsolución in situ de NI en el material la1,5.5sr1,5mn1,5ni0,5o7±? durante el reformado de metano con vapor a bajas concentraciones de agua

Abstract

En estudios recientes del grupo de investigación INTERFASE sobre diversas familias de compuestos de estructura tipo Ruddlesden-Popper, que resultaron prometedores para su uso como electrodos en celdas tipo SOFC, se destaca la fase La1.5Sr1.5Mn1.5Ni0.5Odebido a que presenta un comportamiento particular en ambiente reductor. Por lo anterior se decide estudiar la actividad catalítica del material durante la reacción de reformado de metano con vapor, con el fin de ser usado como ánodo para la producción in situ de H2 en este tipo de celdas. Para ello se realizó la síntesis del material utilizando el método sol-gel. Posteriormente, se procedió al estudio de la exsolución del Ni en ambiente reductor a diferentes condiciones de temperatura (750, 800 y 850°C) y tiempo (16, 24 y 48h). Finalmente, se realizó la evaluación catalítica, usando un sistema de reducción-reacción in situ, con una mezcla molar de 82% de CH4, 18% de N2 y baja concentración de agua, en donde se tomaron datos de composición de productos durante 8h con intervalos de 20min. Los resultados obtenidos para el estudio de la exsolución, mostraron la formación de dos fases correspondientes a la estructura LaSrMnO4 y Ni metálico precipitado homogéneamente en la superficie, a las mínimas condiciones de reducción estudiadas (750°C, 16h). Con respecto a la evaluación catalítica se encontró que solo a 850°C la reacción fue estable, obteniendo una selectividad hacia la producción de CO, con una conversión promedio de CH4 de 14,8%mol y un rendimiento experimental de H2 del 19,55%p. Por lo tanto, el material se posiciona como un buen candidato para su aplicación como ánodo en celdas SOFC.