Estudio teórico de la adsorción y reacción de CO/CO2/H2para la obtención de metanol utilizando catalizadores de Ga2O3, CeO2 y ZnO

La creciente demanda energética por el crecimiento demográfico y el desarrollo de países antes no industrializados, ocurrido en las últimas décadas, ha derivado en la imperiosa necesidad de obtener combustibles nuevos, limpios y eficientes. En esta búsqueda ha surgido el hidrógeno como potencial vec...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor principal: Reimers, Walter Guillermo
Otros Autores: Branda, María Marta
Formato: tesis doctoral
Lenguaje:Español
Publicado: 2015
Materias:
Metanol
Óxidos
Catálisis
DFT
CO
CO2
H2
Acceso en línea:http://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/2537
Aporte de:
Repositorio Institucional Universidad Nacional del Sur (UNS) de Universidad Nacional del Sur
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description La creciente demanda energética por el crecimiento demográfico y el desarrollo de países antes no industrializados, ocurrido en las últimas décadas, ha derivado en la imperiosa necesidad de obtener combustibles nuevos, limpios y eficientes. En esta búsqueda ha surgido el hidrógeno como potencial vector energético para el futuro. Es conocida ya la alta eficiencia del hidrógeno como recurso energético, como así también la baja contaminación ambiental que el mismo produce. Sin embargo, su utilización como combustible todavía conlleva dificultades técnicas no resueltas. Por ello es conveniente pensar en un combustible alternativo, versátil, y de fácil aplicación en su uso cotidiano, como lo es el metanol, para así disminuir el consumo de combustibles derivado de los hidrocarburos. En esta tesis se estudian, por un lado, todos los pasos para la síntesis de metanol a partir del gas CO en superficies catalíticas de óxidos de Cerio, Galio y Zinc. Complementariamente, se desarrolla una metodología teórica que puede ser extendida al estudio y análisis de otras reacciones superficiales. En los primeros capítulos se estudia la adsorción y reactividad de las moléculas de CO, CO2 y H2 sobre las superficies de CeO2 con cortes (111) y (331), Ga2O3(100) y ZnO(0001), perfectas y con vacancias de oxígeno. Las mismas reacciones se estudian en las superficies soportadas ZnO/CeO2(111) y Ga2O3/CeO2(111), como modelado del crecimiento epitaxial de una monocapa de ZnO y Ga2O3, respectivamente. Luego se estudia la síntesis de metanol a partir de reacciones de hidrogenación progresiva de CO. Se calculan las barreras de activación en cada paso de la síntesis y se describen también las posibles direcciones de cada reacción. Se concluye que la metodología de estudio es óptima para reacciones similares en un conjunto de óxidos.
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