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20 de Agosto de 2019

Aprimoramento da produção de bio-óleo

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Pesquisa investiga a adição de nióbio a catalisadores para a melhoria de combustíveis alternativos


A crescente concentração na atmosfera de gases do efeito estufa causada pela atividade humana é considerado o principal responsável pela elevação na temperatura média do planeta. Por isso, tem se intensificado a busca por alternativas aos combustíveis fósseis, como é o caso da transformação de biomassa proveniente da agricultura em combustíveis renováveis.

Por exemplo, o óleo de pirólise, também conhecido como bio-óleo, é obtido a partir do aquecimento da biomassa seca até altas temperaturas, e na ausência de oxigênio, com subsequente resfriamento. O bio-óleo é uma mistura complexa de compostos orgânicos que pode ser usado no lugar do petróleo para a produção de combustíveis e outros produtos químicos.

No entanto, o bio-óleo tem um alto teor de compostos contendo oxigênio. Isso leva a propriedades indesejáveis, como baixa densidade de energia e instabilidade térmica e química.  Para melhorar essas características e se obter um produto mais próximo do petróleo, o bio-óleo pode passar por processos de melhoria, em que reações químicas auxiliadas por catalisadores eliminam os compostos oxigenados.

Os catalisadores mais efetivos para essa reação devem conter a combinação de uma fase metálica ativa – responsável por reações de hidrogenação e desidrogenação – e de um suporte oxofílico – que promove a ativação de compostos oxigenados.

Nesse contexto, Karen A. Resende, da Universidade Federal de Uberlândia, e colaboradores investigaram [1] novos catalisadores para a hidrodeoxigenação de bio-óleos utilizando o fenol como composto modelo. O grupo investigou compostos de níquel ($\rm Ni$), cério ($\rm Ce$) e nióbio ($\rm Nb$) – denotados $\rm Ni/Ce_{1-x}Nb_xO_2$ – com diferentes concentrações de $\rm Nb$ $\rm Ce$ e, consequentemente, diferentes estruturas cristalinas.

Para avaliar a modificação estrutural promovida no catalisador pela adição de $\rm Nb$, os pesquisadores utilizaram as linhas de luz DXAS, XAFS2, XDS e XPD do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS).

Os pesquisadores observaram que a adição de nióbio aumentou a capacidade de desoxigenação e a seletividade da reação para a produção de compostos desoxigenados (benzeno) sugerindo que as propriedades oxofílicas do nióbio são responsáveis ​​por promover a desoxigenação da molécula estudada.

Fonte: [1] Karen A. Resende, Adriano H. Braga, Fabio B. Noronha, Carla E. Horia; Hydrodeoxygenation of phenol over Ni/Ce1-xNbxO2 catalysts. Applied Catalysis B: Environmental 245 (2019) 100–113. DOI: 10.1016/j.apcatb.2018.12.040