Publicado em 01 de setembro de 2022 por Mecânica de Comunicação

Reforma a seco do biogás é alternativa para obtenção de hidrogênio verde

O biogás é um uma mistura gasosa proveniente da decomposição da matéria orgânica e sua composição é formada, em maior quantidade, por metano e dióxido de carbono. Atualmente o biogás tem sido utilizado nos processos de cogeração de energia, através da sua queima.

Uma alternativa para agregar valor ao biogás é a sua reforma a seco (RS), processo catalítico e endotérmico no qual o produto é o gás de síntese, uma mistura gasosa composta por hidrogênio (H₂), que possui um alto poder calorífico, e o monóxido de carbono (CO). O gás de síntese pode ser obtido a partir de matérias primas ricas em hidrocarbonetos como carvão e gás natural, ou pela rota da biomassa, como é o caso do biogás, envolvendo principalmente os processos de gaseificação ou de reforma catalítica.

A reforma a seco do biogás para produção de gás de síntese é uma opção de reciclagem que agrega valor ao biogás, transformando os gases poluentes em insumos favoráveis as indústrias de biocombustíveis com utilização de hidrogênio, e a aplicabilidade do monóxido de carbono nos processos de carbonização e outros. A RS traz elevados benefícios na sua utilização, pois não há necessidade de outros insumos como água e ar como ocorrem nas reformas a vapor, oxidação parcial e autotérmica.

Pode-se observar a importância da obtenção do hidrogênio verde por rotas alternativas, como a utilização do biogás que é um gás proveniente da biomassa brasileira. Haja vista que o Brasil é um país com alto potencial para utilização de energias renováveis, a implementação do hidrogênio para armazenamento de energia, bem como sua aplicação como biocombustível é um passo importante para a economia e o meio ambiente.

A reforma a seco do biogás ocorre em altas temperaturas e com pressão atmosférica. Para uma conversão eficiente é necessário o uso de catalisadores. Um desafio importante que implica no processo de reforma a seco é o desempenho do catalisador, que está relacionado a resistência à desativação dos catalisadores pelo depósito de coque em sua superfície.

Metais nobres como: Rh, Ru, Ir, Pt e Pd apresentam destaque em desempenho catalítico frente a demais metais por apresentarem alta eficiência, estabilidade, seletividade e resistência, porém, o alto custo associado a esses materiais leva ao estímulo de pesquisas voltadas a alternativas de mais baixo custo.

Um catalisador de baixo custo bastante utilizado em indústrias é o níquel, porém é necessário que este seja suportado com um material para aumentar sua atividade catalítica. Catalisadores suportados em Si-MCM-41 tendem a ser mais resistentes à formação de coque em virtude desta característica, por exemplo, nas reações de reforma do metano.

Os suportes utilizados em catalisadores podem ser caracterizados como mesoporosas ou microporosas. As peneiras moleculares Si-MCM-41 vem sendo estudados com a finalidade de aplicação como suportes por causa das suas características mesoporosas, que proporcionam muitas propriedades exclusivas, como alta área de superfície, alto volume de poro, estruturas de poros bem definidas que facilita sua interação com materiais catalíticos, além de ser um material de fácil obtenção.

As informações acima foram extraídas da dissertação de mestrado Reforma a seco do biogás para obtenção de hidrogênio verde em unidade piloto utilizando catalisadores Ni/Si-MCM-41, defendida por Lígia Gomes Oliveira, no Curso de Pós-Graduação em Bioenergia, Setor de Palotina, da Universidade Federal do Paraná, sob orientação do professor Helton José Alves e coorientação do professor Ricardo José Ferracin.