Sviluppo di un catalizzatore e di un processo per la produzione di idrogeno dal metano a bassa temperatura in un reattore a membrana

Questo lavoro si focalizza sulla produzione di idrogeno da metano tramite la reazione di steam reforming. Questo processo è stato condotto all’interno di un reattore a membrana a bassa temperatura (400°C), consentendo di ottenere un’elevata conversione di metano che altrimenti sarebbe raggiunta con una temperatura di esercizio superiore ai 600°C. In particolare questo lavoro si è interessato di completare lo studio sulla scelta del catalizzatore da utilizzare nel reattore a membrana. Si sono testati catalizzatori a base di Rh supportati da ZrO2 e Ce0,5Zr0,5O2. Oltre ad andare a confrontare la tipologia del supporto si sono testati gli stessi catalizzatori con due temperature di riduzione della fase metallica diverse, 500°C e 750°C. Il catalizzatore che ha mostrato attività e stabilità maggiore è il catalizzatore a base di Rh supportato su ZrO2 con temperatura di riduzione di 750°C. Dai test catalitici eseguiti nel reattore a membrana si sono evidenziate l’elevata conversione di metano (>70%) ottenuta a 400°C e l’elevato hydrogen recovery (>90%) utilizzando un flusso di inerte (sweep gas) per migliorare la separazione dell’idrogeno. Questo risultato unito alla possibilità di utilizzare come sweep gas vapore d’acqua porta un’interessante scelta di processo per la produzione di idrogeno puro. In questo modo dopo la condensazione del vapore si otterrebbe una corrente pura di idrogeno che potrà essere utilizzata per produrre corrente elettrica in una cella a combustibile.