Gasificación de biomasa usando catalizadores de níquel soportados

Abstract

El consumo energético mundial aumenta cada vez más, debido al aumento de la población, lo que implica un mayor uso de combustibles fósiles, originando una disminución de las reservas mundiales que dan lugar a la búsqueda de nuevas alternativas energéticas. La biomasa se caracteriza por ser un recurso renovable que puede ser utilizado para generar energía eléctrica y producir biocarburantes. Existen varios métodos para convertir biomasa en biocombustibles, entre ellos tenemos los procesos químicos, bioquímicos y termoquímicos. Dentro de los procesos termoquímicos cabe destacar la combustión, pirólisis y gasificación. Tanto la pirólisis como la gasificación son tecnologías en desarrollo utilizadas en el aprovechamiento energético de residuos, actualmente se estudia la gasificación catalítica, donde se emplea un catalizador para mejorar este proceso. Este trabajo de fin de grado se centra en la búsqueda actual de nuevos métodos de producción de energía asequibles y respetuosos con la naturaleza, teniendo como objetivo sintetizar y estudiar catalizadores que pueden contribuir a mejorar los procesos térmicos de conversión de biomasa en energía. Se realiza una valorización energética de una especie invasora encontrada en Canarias, mediante un proceso de gasificación catalítica. En primer lugar, se preparan tres catalizadores utilizando Pumita como soporte, incorporándose un metal (Ni) a diferentes concentraciones, posteriormente, se analiza la composición y estructura de cada uno de los catalizadores preparados por medio de diferentes técnicas de caracterización. Finalmente, se realizan estudios de gasificación catalítica de la biomasa en presencia de un catalizador, para comprobar la eficiencia que presenta el catalizador frente al uso de la biomasa sin catalizador, obteniendo mejores resultados al incorporar el catalizador en el proceso de gasificación.

Global energy consumption is increasing due to population growth, which implies a greater use of fossil fuels, leading to a decrease in global reserves and the search for new energy alternatives. Biomass is a renewable resource that can be used to generate electricity and produce biofuels. There are several methods to convert biomass into biofuels, including chemical, biochemical, and thermochemical processes. Thermochemical processes include combustion, pyrolysis, and gasification. Both pyrolysis and gasification are developing technologies used in the energetic use of waste, and catalytic gasification is currently being studied, where a catalyst is used to improve this process. This final degree work focuses on the current search for new methods of energy production that are accessible and respectful with nature, with the aim of synthesizing and studying catalysts that can contribute to improving thermal processes for converting biomass into energy. An energetic valorization of an invasive species found in the Canary Islands is carried out by means of a catalytic gasification process. First, three catalysts are prepared using Pumice as support, incorporating a metal (Ni) at different concentrations, then, the composition and structure of each of the prepared catalysts are analyzed by means of different characterization techniques. Finally, studies of catalytic gasification of biomass in the presence of a catalyst are carried out to verify the efficiency of the catalyst compared to the use of biomass without catalyst, obtaining better results when the catalyst is incorporated in the gasification process.