Bogotá - Ciencias - Maestría en Ciencias - Química · 2026
Efecto de contaminantes en un bioetanol comercial sobre el reformado catalítico con vapor oxidativo para la obtención de hidrógeno
En el marco de la transición energética, el hidrógeno ha tomado relevancia por distintos beneficios y gran potencial que ofrece. No obstante, al igual que las energías alternativas en su conjunto, hay un evidente rezago en su inclusión dentro de la canasta energética mundial. Dentro de la economía circular para cumplir con las exigencias de neutralidad de carbono, el reformado con vapor oxidativo de bioetanol comercial (OSRBC) se postula como una alternativa viable para generar hidrógeno. No obstante, el bioetanol comercial representa un sistema químico complejo que contiene impurezas críticas como los alcoholes pesados y compuestos como los sulfatos que son nefastos para procesos catalíticos. Como parte de la línea de investigación del grupo ESCA, el presente trabajo de maestría abordó el estudio del desempeño de un bioetanol comercial colombiano en el proceso OSRBC, utilizando un catalizador de Ni-Co promovido con Ce-Pr. Los resultados evidencian los efectos positivos, neutros o negativos de las distintas impurezas identificadas. En particular, mientras el azufre actúa como un veneno selectivo para los centros activos de níquel, la carga orgánica pesada acelera la formación de precursores de coque grafítico. No obstante, la alta movilidad de oxígeno del soporte favorece un ciclo dinámico de oxicarbonatos que mitiga el envenenamiento de la superficie. El estudio permite proponer la extracción del azufre presente en el bioetanol comercial como una de las variables indispensables para un posible y futuro escalado del proceso OSRBC. (Texto tomado de la fuente)
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Contenido
- Introducciónp. 21
- 01. CONTEXTO TEÓRICOp. 26
- El Hidrógeno (H2) en la dupla cambio climático - transición energéticap. 27
- Participación del H2 en la canasta energéticap. 27
- Panorama general de la producción de Hidrógenop. 28
- Bioetanolp. 30
- Procesos de reformado de etanol y bioetanolp. 32
- catalíticosp. 39
- 02. DISEÑO EXPERIMENTALp. 42
- Pruebas catalíticasp. 45
- masas (DRIFT-MS)p. 48
- 03. RESULTADOS Y DISCUSIÓNp. 49
- 04. CONCLUSIONES Y SUGERENCIASp. 87
- Conclusionesp. 87
- Sugerenciasp. 88
- Anexo Ap. 91
- Anexo Bp. 95
- Bibliografíap. 105
- Figura 1. Producción de hidrógeno por fuente en el año 2024p. 23
- Figura 2. Canasta energética mundial de fuentes primarias de energía en el año 2024p. 29
- Figura 3. Pilares de la hoja de ruta del hidrogenop. 30
- Figura 4. Montaje experimental para la reacción de reformadop. 45
- Figura 5. Montaje DRIFT-MSp. 49
- Figura 6. Perfil de reacción: a) etanol analítico (OSRE) y b) bioetanol comercial (OSRBC)p. 54
- Figura 7. Espectro DRIFT de OSRE y OSRBCp. 56
- g.) OSREnB, h.) OSREAAp. 61
- OSRE3MB, OSREnB, OSREAAp. 64
- Figura 11. Espectro DRIFT de las impurezas con impacto neutro o positivop. 66
- OSREnP, d.). OSREAE, e.). OSREAA, f.). OSREM, g.) OSREnB, h.). OSREFp. 70
- Figura 14. Perfil de reacción a.) OSRE, b.) OSREAM, c.) OSREiB, d.) OSRESp. 72
- Figura 15. Conversiones de OSRE, OSREiB, OSREAM, OSRESp. 73
- Figura 16. Rendimientos de OSRE, OSREiB, OSREAM, OSRESp. 74
- OSREAM, d.). OSRESp. 75
- Figura 18. Perfil de reacción a.) OSRE, b.) OSRBA, c.) OSRBS, d.) OSRBD, e.) OSRBCp. 77
- Figura 19. Conversiones de OSRE, OSRBC, OSRBA, OSRBS, OSRBDp. 78
- Figura 20. Rendimientos de OSRE, OSRBC, OSRBA, OSRBS, OSRBDp. 79
- Figura 21. Espectros DRIFT de los bioetanoles y bioetanol sintéticosp. 81
- Figura 22. Áreas integradas de los espectros DRIFT de los bioetanolesp. 82
- Figura 23. Monitoreo a H2 por espectrometría de masas (MS) con distintas mezclasp. 83
- OSRES, d.) OSRBS, e.). OSRBDp. 85
- Tabla 1. Tecnologías de generación de hidrógenop. 29
- Tabla 2. Producción de bioetanol en Colombiap. 33
- Tabla 3. Cuadro comparativo entre procesos de reformadop. 34
- Tabla 4. Estudios de SRE con bioetanolp. 36
- Tabla 5. Estudios donde han usado bioetanol en procesos OSRBp. 38
- Tabla 6. Composición promedio de un bioetanol crudo y rectificadop. 39
- Tabla 7. Composición del bioetanol comercial utilizado en el presente trabajop. 51
- Tabla 8. Conversión, selectividad y rendimiento de las reacciones OSRE y OSRBCp. 56
- Tabla 10. Conversión, selectividad y rendimiento de la reacción OSREX con impacto negativop. 71
- preparados en laboratoriop. 76