O crescente interesse na utilização de recursos energéticos renováveis, em substituição aos obtidos a partir de fontes fósseis, tem motivado a busca por novas tecnologias para um aproveitamento mais eficiente da biomassa. O hidrogênio está sendo visto, por diversos países, como o combustível do futuro, por ser considerado um combustível com alto poder calorifico e baixo impacto ambiental.

As células a combustível são dispositivos eletroquímicos que convertem energia química de um combustível (hidrogênio) diretamente em energia elétrica e calor e são consideradas uma tecnologia promissora para produção de energia.

Atualmente o método utilizado para produzir hidrogênio é a partir da reforma a vapor do metano e de outros hidrocarbonetos, no entanto este método processa-se a altas temperaturas, requerendo grandes energias, além disso o metano é considerado um combustível de fonte não renovável.

O hidrogênio obtido a partir de fontes renováveis, como o etanol, destaca-se como sendo um combustível do futuro, devido ao fato deste combustível possuir alta eficiência energética e uma infraestrutura de produção e distribuição bem definida no Brasil.

Os principais processos termoquímicos utilizados para produção de hidrogênio são: reforma a vapor, oxidação parcial e reforma auto térmica. A reforma a vapor é um processo que utiliza uma etapa catalítica (catalisadores) e consiste na conversão da mistura vapor d`água e um combustível primário em um gás de síntese (hidrogênio e monóxido de carbono). Este método possui como vantagem a redução do monóxido de carbono e por consequência, um alto rendimento em hidrogênio.

Do ponto de vista econômico, a reação de reforma a vapor do etanol também apresenta certa vantagem, como o etanol a ser utilizado nesta reação precisa ser diluído, o uso do etanol não destilado nas usinas de açúcar e álcool pode ser uma alternativa interessante para reduzir o custo final do processo de produção do hidrogênio.

A preparação de catalisadores para produção de hidrogênio é uma área de pesquisa em desenvolvimento e em fase inicial. Neste contexto, o desafio é desenvolver catalisadores que apresentam alta estabilidade, atividade e seletividade na reforma a vapor do etanol, ou seja, alta produção em hidrogênio e que apresente resistência a formação de coque. Portanto, a busca por catalisadores que maximize a seletividade em hidrogênio e iniba a formação de CO é de extrema importância para o desenvolvimento do processo como um todo.

Neste contexto, o grupo do laboratório de catalise e hidrogênio do Centro de Células a Combustível e Hidrogênio (CECCO) atua nas pesquisas e desenvolvimento de novos catalisadores heterogêneos para serem usados na reforma a vapor do etanol para produção de hidrogênio, visando sua aplicação em Células a Combustível tipo PEM.

Catalisador de Ni suportado em La2O3/CeO2 - Laboratório CECCO

Estação de testes catalíticos - Reforma a vapor do Etanol para produção de H2 - Laboratório CECCO