El reformado súper seco del metano intensifica la utilización de CO2 a través del principio de Le Chatelier

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Química
• Catálisis
• Química sustentable

Sus antecedentes:

• La conversión eficiente de dióxido de carbono (CO2) en productos químicos y combustibles de valor es crucial para los procesos industriales sostenibles.
• Los métodos tradicionales de utilización de CO2 a menudo se enfrentan a desafíos con la eficiencia de la reacción y la formación de subproductos.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un proceso mejorado de reforma de CO2 y metano (CH4) para aumentar la producción de monóxido de carbono (CO).
• Investigar los efectos sinérgicos de la combinación de la reforma del CH4, los transportadores de oxígeno y la sorción de CO2.

Principales métodos:

• Desarrollo de un sistema de reacción de reformado "súper seco".
• Se utiliza Ni/MgAl2O4 como catalizador de la reforma del CH4, Fe2O3/MgAl2O4 como portador sólido de oxígeno y CaO/Al2O3 como sorbente de CO2.
• Acoplamiento isotérmico de procesos de reformado catalítico, transporte de oxígeno y sorción de CO2.

Principales resultados:

• Se obtiene una mayor producción de CO en comparación con el reformado en seco convencional mediante la mitigación de las reacciones de retroalimentación del agua.
• Se ha demostrado una reducción intensificada del óxido de hierro mediante la conversión de CH4 y la captura de CO2 en forma de CaCO3.
• El CO2 se utilizó efectivamente para la reoxidación del hierro y la posterior producción de CO, aprovechando el principio de Le Chatelier con el barrido de gas inerte.
• El proceso de reformado súper seco consume hasta tres moléculas de CO2 por molécula de CH4.

Conclusiones:

• El proceso de reformado súper seco desarrollado ofrece un método altamente eficiente para la producción de CO a partir de CH4 y CO2.
• Este enfoque mejora significativamente el rendimiento de CO y el rendimiento en el espacio-tiempo (7,5 mmol de CO/s/kg de Fe a 1023 K) mediante la integración de múltiples pasos catalíticos y de sorción.
• El proceso presenta una estrategia prometedora para la valorización del CO2 y la producción sostenible de gas de síntesis.