Nickel exsolution effect on the catalytic behavior of ruddlesden-popper manganities in sofc condition using colombian natural gas

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dc.contributor.advisorMaradei García, María Paola
dc.contributor.advisorGauthier, Gilles Henri
dc.contributor.advisorSerra Alfaro, José Manuel
dc.contributor.authorVecino Mantilla, Juan Sebastián
dc.date.accessioned2024-03-04T00:51:42Z
dc.date.available2020
dc.date.available2024-03-04T00:51:42Z
dc.date.created2020
dc.date.issued2020
dc.description.abstractLa presente tesis doctoral se enfocó en la síntesis, caracterización y estudio catalítico en el reformado con vapor en condiciones de ánodo de celdas SOFC (bajo contenido de vapor) de una nueva manganita de tipo RP (La1.5Sr1.5Mn1.5Ni0.5O7±δ), la cual, en atmósfera reductora y a elevadas temperaturas de operación, promueven a través del mecanismo de exsolución la formación de dos fases: una manganita tipo RP de composición LaSrMnO4±δ decorada con nanopartículas metálicas y activas de Ni incrustadas en la superficie; dicha estrategia puede ser vista como una manera muy original de mejorar las propiedades (electro)catalíticas de los materiales de ánodo y por lo tanto ser consideradas como una opción prometedora para sistemas SOFC operados con gas natural colombiano. El primer capítulo trata sobre la síntesis de la fase RP n= 2 La1.5Sr1.5Mn1.5Ni0.5O7±δ y la exsolución del Ni en atmósfera reductora a diferentes temperaturas y tiempos de reducción, confirmada a través de análisis de DRX, MET-EDS. El segundo capítulo presenta el comportamiento catalítico del material exsuelto en la reacción de reformado de metano y de la mezcla de alcanos ligeros (CH4 -C2H6, y CH4 -C3H8) aplicando el concepto de reformado interno gradual (GIR por sus siglas en inglés) adaptado a celdas SOFC. El último capítulo, la posible formación y depósito de carbón y el envenenamiento con sulfuros son presentados.
dc.description.abstractenglishThe current Ph.D. thesis was focused on the synthesis, characterization and catalytic study for steam reforming in SOFC anode conditions (low steam content) of a new RP manganite (La1.5Sr1.5Mn1.5Ni0.5O), which, in reducing atmosphere at high operating temperatures promotes via an exsolution mechanism the formation of two phases, i.e. an RP manganite of composition LaSrMnO decorated with metallic active Ni nanoparticles embedded in the surface; such strategy can be viewed as an original way to improve the (electro)catalytic properties of the anode materials and then a promising option for future SOFC systems operating with Colombian natural gas. The first chapter deals with the synthesis and characterization of the RP n = 2 phase La1.5Sr1.5Mn1.5Ni0.5O and the Ni exsolution in reducing atmosphere at different temperatures (750, 800 and 850 °C) and reducing times, confirmed by XRD, TEM-EDS analysis. The second chapter presents the catalytic behavior for the methane and light alkane gas mixtures (CH4-C2H6, and CH4-C3H8) steam reforming reaction of the exsolved material applying the Gradual Internal Reforming concept adapted to SOFC operation (i.e. low water content, steam to carbon ratio equal to 0.15). In the last chapter, the possible coke formation at long reaction times and the sulfur poisoning are presented.
dc.description.degreelevelDoctorado
dc.description.degreenameDoctor en Ingeniería Química
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/40685
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicoquímicas
dc.publisher.programDoctorado en Ingeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Química
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectSOFC
dc.subjectHidrógeno
dc.subjectReformado con vapor
dc.subjectNíquel
dc.subject.keywordSOFC
dc.subject.keywordHydrogen
dc.subject.keywordSteam reforming
dc.subject.keywordNickel
dc.titleNickel exsolution effect on the catalytic behavior of ruddlesden-popper manganities in sofc condition using colombian natural gas
dc.title.englishNickel exsolution effect on the catalytic behavior of ruddlesden-popper manganites in sofc conditions using colombian natural gas
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Doctorado
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