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Compósitos de UHTCs para obtenção de hidrogênio a partir do ciclo redox do óxido de cério acoplado à oxidação parcial do metano

Processo: 18/09077-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de janeiro de 2019
Vigência (Término): 31 de dezembro de 2019
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Daniel Zanetti de Florio
Beneficiário:Lucas Zocchio
Instituição-sede: Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas (CECS). Universidade Federal do ABC (UFABC). Santo André, SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:17/11937-4 - Rota sustentável para a conversão de metano com tecnologias eletroquímicas avançadas, AP.PCPE
Assunto(s):Metano   Cerâmicas

Resumo

A reforma a vapor com water-gas shifting é, atualmente, o método mais utilizado paraa obtenção de gás hidrogênio e gás de síntese (syngas) a partir do metano, sendo que, em2005, estimava-se que fosse responsável por certa de metade de todo o gás hidrogênioproduzido no mundo. Entretanto é um método intensivo no uso de energia e mais caro que aprodução de gasolina. Uma metodologia alternativa promissora é o acoplamento do cicloredox do óxido de cério com a oxidação parcial do metano, método este que exige menorcontrole sobre a atmosfera no processo e permite o uso de energia solar como fonte de calor.Entretanto, com a repetição do ciclo a temperaturas da ordem de 1000 ºC, o óxido de cériosofre aumento do tamanho médio de grão e perde eficiência catalítica. A proposta destetrabalho é utilizar cerâmicas de ultra-altas temperaturas (UHTC, Ultra High TemperatureCeramics) para conferir a estabilidade estrutural e morfológica necessária ao óxido de cério.Para o estudo serão usados pós-comerciais e preparados em laboratório de óxido de cériodopado com gadolínio ou samário com diferentes adições de ZrB2, HfB2 e TiB2, os boretosmais estáveis entre as UHTCs. Serão conduzidas análises por termogravimetria, paradeterminação do oxigênio liberado, e cromatografia seguida de espectrometria de massa paraquantificação dos gases produzidos. A etapa de análise procurará avaliar a seletividade dareação para a produção de H2 e CO, a conversão do CH4 e do oxidante e avaliar a eficiênciade cada material produzido para que sejam comparados entre si e com os resultados retiradosda literatura.