Sistemas catalíticos estructurados para aplicaciones ambientales y energéticas Research groups

Muchos procesos energéticos y ambientales son habitualmente catalíticos y se caracterizan por la necesidad de un intenso intercambio de calor asociado al elevado efecto térmico de las reacciones químicas implicadas. Esto dificulta la minimización simultáneamente las limitaciones difusionales y la caída de presión en los reactores convencionales de lecho fijo. Todo ello hace que las tecnologías convencionales trabajen muchas veces en condiciones no óptimas. Los sistemas catalíticos estructurados y reactores de microcanales ofrecen excelentes oportunidades para superar estas limitaciones ya que permiten minimizar simultáneamente las limitaciones difusionales y la caída de presión, y mejorar los flujos de calor y materia. Los monolitos de canales longitudinales, las espumas de porosidad abierta y las mallas metálicas son sustratos que pueden fabricarse a partir de numerosas aleaciones metálicas y con diferentes porosidades. También pueden ser recubiertas de cualquier catalizador de interés, adaptándose así a los diferentes requerimientos de cada proceso. Por otro lado, los reactores de microcanales pueden proporcionar una intensificación del proceso sin igual que va acompañada de un excelente control de la temperatura, de la calidad de producto y con mejoras sustanciales en la seguridad del proceso.

El objetivo principal de las investigaciones de nuestro grupo es el diseño de reactores estructurados para aplicaciones energéticas y medioambientales. Es decir, se estudia la influencia de la estructuración de diferentes catalizadores en las propiedades mecánicas (adherencia), en las catalíticas (actividad, selectividad y estabilidad) y en el comportamiento térmico. Por todo ello, los objetivos parciales de nuestras investigaciones están orientados hacia el estudio de cada una de las partes implicadas en los sistemas estructurados:

- Aleaciones metálicas. Su selección está condicionada por diferentes aspectos.
· Propiedades de uso como la conductividad térmica, resistencia mecánica, mecanizabilidad, maleabilidad?etc.
· Resistencia al medio de reacción.
· Capacidad de generar una cascarilla adherente, rugosa que favorezca el proceso del recubrimiento catalítico.

- Interfase o cascarilla. Entre sus características cabe reseñar las siguientes.
· Producirse de forma fácil a partir de la aleación o con la ayuda a una imprimación externa.
· Ser adherente y homogénea sobre toda la superficie del metal.
· Presentar una elevada rugosidad superficial que favorezca el anclaje mecánico del recubrimiento catalítico.
· Ser compatible con el recubrimiento catalítico. Se entiende la compatibilidad química (posibilidad de intercrecimento, reactividad de grupos superficiales) y también en aspectos como coeficientes de dilatación térmica?etc.

-Recubrimientos catalíticos. Deben cumplir los siguientes requisitos.
· Mantener las propiedades catalíticas (actividad, estabilidad, dispersión, textura?etc.) una vez depositados sobre la superficie del metal.
· Dar lugar a capas compactas que no se desmoronen (cohesión) o desprendan del metal (adhesión). Compatibilidad con la cascarilla.
· Adaptarse a las principales técnicas de recubrimiento.
 

Research lines:

Sistemas catalíticos estructurados para aplicaciones ambientales y energéticas. 
Deposito de catalizadores sobre superficies metálicas mediante procesos de recubrimiento por inmersión y crecimiento "in situ".
Eliminación de Compuestos Orgánicos Volátiles
Producción de hidrógeno en reactores de microcanales
Síntesis de Fischer-Tropsch a partir de biogás de síntesis
Síntesis directa de dimetil éter a partir de biogás de síntesis en reactores estructurados
Reacción de sabatier en microcanales para la producción de bio-gas natural sintético

Science field

Engineering & Technology

Institution
University of the Basque Country (UPV/EHU)
RIS3 Priorities
  • Advanced manufacturing
Main researcher
Montes Ramírez, Mario
Address
Facultad de Ciencias Químicas
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