INSTITUTUL NAŢIONAL DE CERCETARE DEZVOLTARE PENTRU TEHNOLOGII IZOTOPICE SI MOLECULARE Str. Donat 67-103, 400293, Cluj-Napoca, Romania Tel: +40-264-584037; Fax: +40-264-420042 Email: itim@itim-cj.ro, web: www.itim-cj.ro

 

 

 

 

 

 

 

 

Design by MM

             Termen finalizare: decembrie 2012

Titlul fazei 1: Consideratii generale asupra producerii catalitice a hidrogenului din compusi hidroxilici obtinuti din resurse regenerabile; prepararea si caracterizarea catalizatorilor; evaluarea termodinamica a procesului de reformare a etanolului si glicerinei; optimizarea prepararii bio-etanolului din deseuri de lemn; posibilitati de valorificare energetica a glicerinei.
Rezultate: (1)  studiu termodinamic al reformarii compsilor hidroxilici; (2)  metoda de producere a bioetanolului din deseuri de lemn; (3)  esantioane de bioetanol; (4)  metoda de preparare si caracterizare a catalizatorilor complecsi Ni-Me/oxid1-oxid2; (5)  esantioane de catalizatori Ni-Me/oxid1-oxid2 (Me = Au, Ag; oxid1 =  CeO2, La2O3, oxid2 = Al2O3, ZrO2) caracterizati morfologic si structural; (6)  raport stiintfic si tehnic care cuprinde: rapoartele de experimentare pentru producerea bioetanolului si caracterizarea catalizatorilor, raportul stiintific pentru studiul termodinamic al reformarii etanolului si studiul de literatura privind potentialele utilizari ale deseurilor de glicerina rezultate in urma procedeului de preparare a biocombustibilului din uleiuri uzate.	Diseminare: - 1 lucrare acceptata; - 2 lucrari prezentate la conferinţe internaţionale; - 2 lucrari acceptate la conferinţe internaţionale. (vezi lucrarile)
(1) Reziduurile de lemn au continut mare de carbohidrati ceea ce le recomanda ca materie prima pentru producerea de bioetanol. In cadrul aceste faze, au fost experimentate doua metode pentru producerea etanolului din reziduurile de lemn, bazate pe doua tipuri diferite de hidroliza: hidroliza chimica si hidroliza enzimatica. Randamentul cel mai ridicat al hidrolizei chimice (70%) s-a obtinut pentru hidroliza acida a reziduurilor de lemn autohidrolizate la temperatura de 190°C, presiunea de 60 de bari si un timp de reactie de 10 minute. Randamentul cel mai ridicat al hidrolizei enzimatice (90%) s-a obtinut pentru hidroliza enzimatica a reziduurilor de lemn pretratate la temperatura de 190°C, delignificate si hidrolizate enzimatic cu ajutorul enzimelor celulazice Accellerase 1500. Compozitia mediului de fermentatie diferit in cazul celor doua metode poate avea influenta asupra procesului de producere a bio-etanolului. (2) Studiul termodinamic efectuat folosind simulatorul de proces ChemCAD evidentiaza faptul ca in reformarea catalitica cu abur a etanolului sunt posibile multiple reactii cu formare si de alti produsi pe langa CO2 si H2 cum ar fi: CO, CH4, CH3CHO, C2H4, etc. Rezultatele obtinute au indicat faptul ca la temperaturi joase produsul principal este CH4, pe cand la temperaturi mai mari se obtine cu preponderenta H2. Concentratia maxima de H2 este in jur de 70-75 % mol. si se obtine la temperaturi mai mari de 600oC. Cresterea raportului molar apa / etanol are efect benefic asupra productiei de hidrogen (acest lucru ne avantajeaza tinand cont de concentratia redusa a bioetanolului rezultat din procesul de hidroliza). Analizele termodinamice au indicat formarea de produsi secundari nedoriti, dar a caror concentratie poate fi mult redusa prin conducerea reactiei de reformare la presiuni joase si utilizand un raport molar H2O/EtOH mare. (3) S-au preparat si caracterizat doua serii de catalizatori modificati pe baza de Ni: (1) prin adaugarea ca promotor a unui metal din grupa Ib; (2) prin modificarea suportului catalitic prin adaugarea de oxid de ceriu sau oxid de lantan. Metodele de preparare folosite pentru obtinerea catalizatorilor pe baza de nichel necesari reformarii catalitice a bioetanolului sunt impregnarea succesiva si co-impregnarea. Metodele de caracterizare folosite (BET, chemosorbtie de hidrogen, difractie de raze X, microscopie electronica)  au evidentiat faptul ca s-au obtinut catalizatori cu proprietati morfo-structurale care asigura premisele unei activitati catalitice bune. Astfel, (i) catalizatorii preparati au o structura mezoporoasa cu aria suprafetei totale de ordinul zecilor de m2/g; (ii) nanoparticulele de Ni au dimensiuni de ordinul 10-20 nm si sunt uniform distribuite pe suprafata suportului; (iii) adaosurile de metale – Au, Ag – si de oxizi – CeO2, La2O3 – au fost bine alese si duc la o mai buna dispersie a Ni pe suprafata.