3_Catálisis para la producción de energía
Esta línea de investigación tiene como objetivo primordial la obtención catalítica de corrientes de hidrógeno de elevada pureza que puedan ser introducidas como alimentación adecuada para celdas de combustible en aplicaciones fijas o móviles (on board). El enfoque de la producción tiene una visión global ya que contempla desde la generación primaria del H2 por reformado de combustibles logísticos (de fácil disponibilidad y una infraestructura de abastecimiento establecida) hasta la purificación secuencial (con la eliminación de CO y CO<sub>2</sub>) mediante la reacción water gas shift asistida por oxígeno y la oxidación selectiva de las trazas de CO remanentes.
Producción de H<sub>2</sub> por reformado de combustibles logísticos
Esta sublínea de investigación es relativamente reciente para el Grupo TQSA (dos años de experiencia). Durante este tiempo ya se han alcanzado resultados prometedores en la formulación de catalizadores de níquel para el reformado de gas natural (metano) que pueden constituir alternativas a los catalizadores de metales nobles empleados comercialmente. En concreto, se ha establecido que catalizadores con aluminato de níquel (NiAl2O4) como fase activa alcanzan niveles de reformado y selectividades a hidrógeno superiores que los catalizadores de rodio. Con respecto al tipo de reformado se ha definido el reformado oxidativo con vapor de agua como la tecnología que proporciona las mejores prestaciones en términos de actividad, selectividad y estabilidad.
Eliminación catalítica de CO en las corrientes de hidrógeno para pilas de combustible
En esta línea temática ha habido un avance importante durante el periodo anterior, 2006-2012, con la culminación de una tesis doctoral (A. Gurbani, Tesis Doctoral, 2011), en el que se han estudiado y desarrollado diferentes formulaciones catalíticas para la eliminación de CO mediante oxidación selectiva (CO-PROX), que es un proceso factible para concentraciones pequeñas de CO (alrededor del 1% en volumen). La reacción WGS (Water Gas Shift) es otro proceso catalítico de vital importancia en la purificación de corrientes de hidrógeno, mediante la cual el CO se convierte en CO2 al reaccionar con vapor de agua, reduciendo el contenido de CO hasta concentraciones tratables por CO-PROX. El proceso a bordo de purificación de hidrógeno producido a partir de reformado para alimentar la pila PEM contiene ambas reacciones en serie (WGS seguido de CO-PROX). Ambos procesos representan actualmente el mayor volumen y coste en su conjunto. Por ese motivo, se plantea el desarrollo de un novedoso proceso catalítico en el que se lleven a cabo ambas reacciones de forma conjunta, en un proceso denominado OWGS (Oxygen-enhanced WGS), en el que se introducen pequeñas cantidades de oxígeno (aire) a la entrada al reactor WGS. El catalizador adecuado deberá favorecer ambas reacciones, con una elevada selectividad a CO2 y mínima metanación.