Produzione di idrogeno mediante Aqueous Phase Reforming di cellulosa

Nel corso del lavoro sono stati studiati catalizzatori attivi nella reazione di APR della cellulosa per la produzione di H2. Lo studio si è focalizzato su catalizzatori a base di Ni e altri metalli (Cu, Co, Fe, Mn) supportati su ossidi misti (LDO) e su catalizzatori zeolitici commerciali, modificati mediante l’aggiunta di mesoporosità e/o IWI di soluzioni di Ni o Pt. Lo studio dei catalizzatori LDO a diversi tempi ha mostrato che la reazione è favorita a tempi di reazione di 3-4 h; un tempo inferiore favorisce le reazioni di idrolisi e C-C cleavage, senza una considerevole produzione di H2, mentre un tempo superiore diminuisce la resa, probabilmente a causa dell’avvelenamento del catalizzatore da parte dei prodotti di decomposizione dei carboidrati. L’aggiunta di H2 all’atmosfera aumenta la resa di quest’ultimo, probabilmente perché aumenta il tasso di idrolisi della cellulosa; tuttavia, l’aggiunta di una pressione di H2 troppo elevata diminuisce la resa, in quanto aumenta le reazioni di idrogenazione. Allo stesso modo, la diminuzione di temperatura di riduzione ha un effetto positivo sulla resa, probabilmente perché diminuisce il fenomeno di sintering delle particelle metalliche. L’aggiunta di altri metalli in parziale sostituzione alla fase attiva di Ni ha peggiorato la resa, sottolineando l’importanza del Ni nella reazione di APR della cellulosa ed elucidando l’effetto dei metalli che, nonostante aumentino la riducibilità degli ossidi e favoriscano la WGS, contribuiscono poco alle reazioni che portano alla produzione di H2. Infine, i catalizzatori zeolitici hanno mostrato, in generale, rese inferiori a quelle ottenute con i catalizzatori LDO, senza mostrare una chiara correlazione fra l’aggiunta di mesoporosità e l’andamento della resa; tale risultato è attribuibile all’assenza di siti basici in grado di favorire le reazioni di idrolisi e C-C cleavage, aspetto che potrebbe rendere le zeoliti il supporto non ottimale per le reazioni di APR della cellulosa.