Desarrollo y validación experimental de catalizadores para el proceso de conversión hidrotermal de CO2

Abstract

Este trabajo se centra en el desarrollo de catalizadores que optimicen la reducción hidrotermal del CO2 capturado en forma de una solución básica para la producción de ácido fórmico. Se ha investigado la solución básica de dos maneras: como bicarbonato de sodio y en forma de amina. Para ello, con el fin de utilizar el catalizador a escala industrial se buscará elaborar un catalizador en pellet con propiedades similares a la del 5% Pd/C en polvo comercial, con el que se han obtenido buenos resultados experimentales en trabajos anteriores. En la síntesis del catalizador se comparan dos métodos de síntesis: 1) impregnación usando CO2 supercrítico; 2) impregnación húmeda en acetona para soportar el acetilacetonato de paladio (II) en forma de pellets carbonosos. En una segunda etapa los catalizadores se han caracterizado mediante Difracción por Rayos X (XRD), Microscopia Electrónica de Barrido (SEM), Área BET, Espectroscopia Atómica y Resonancia Magnética Nuclear. Los resultados obtenidos con los catalizadores permiten demostrar la viabilidad de producir ácido fórmico en ambas soluciones básicas, logrando en bicarbonato de sodio y aminas, un rendimiento máximo de los catalizadores del 4,68% y 13,65% respectivamente, lo que, implica una concentración de fórmico de 23,4 mmol/L y 68,24 mmol/L respectivamente.

This work focuses on the development of catalysts that optimize the hydrothermal reduction of captured CO2 in the form of a basic solution for the production of formic acid. The basic solution has been investigated in two ways: as sodium bicarbonate and in the form of amine. To this end, in order to use the catalyst on an industrial scale we will seek to make a pellet catalyst with properties similar to that of 5% Pd/C in commercial powder form, with which good experimental results have been obtained in previous work. In the synthesis of the catalyst two synthesis methods are compared: 1) impregnation using supercritical CO2; 2) wet impregnation in acetone to support palladium (II) acetylacetonate in the form of carbonaceous pellets. In a second stage the catalysts have been characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), BET Area, Atomic Spectroscopy and Nuclear Magnetic Resonance. The results obtained with the catalysts allow demonstrating the feasibility of producing formic acid in both basic solutions, achieving in sodium bicarbonate and amines, a maximum yield of the catalysts of 4.68% and 13.65% respectively, which implies a formic concentration of 23.4 mmol/L and 68.24 mmol/L respectively.