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Personalización de nanocatalizadores a base de ceria para un rendimiento mejorado en procesos de reformado con vapor: explorando fundamentos y modulaciones morfológicas

Autores: Eduardo, Samuel da Silva; Mendonça, Jhonatam Pinheiro; Romano, Pedro Nothaft; de Almeida, João Monnerat Araújo Ribeiro; Machado, Giovanna; Garcia, Marco Aurélio Suller

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Personalización de nanocatalizadores a base de ceria para un rendimiento mejorado en procesos de reformado con vapor: explorando fundamentos y modulaciones morfológicas


Categoría

Energía

Subcategoría

Energías renovables

Palabras clave

Ceria
Nanostructuras
Actividad catalítica
Control de forma
Producción de hidrógeno
Procedimientos sintéticos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las nanostructuras basadas en ceria, empleadas como soportes catalíticos para metales nobles y no nobles, son bien conocidas por su notable actividad en reacciones de reformado con vapor, excepcional resistencia a la degradación y estabilidad térmica. Sin embargo, la actividad catalítica y la selectividad de tales sistemas dependen en gran medida del tamaño y la forma de la ceria, lo que permite ajustar las propiedades del óxido, afectando el diseño y el rendimiento del catalizador. La manipulación racional de las nanostructuras de ceria ofrece diversas características que impactan directamente en las transformaciones de reformado con vapor, incluida la posibilidad de ajustar las vacantes de oxígeno, las propiedades redox y la capacidad de almacenamiento de oxígeno. Así, se destaca la importancia del control de la forma en los nanomateriales de ceria, enfatizando cómo las configuraciones atómicas superficiales (exposición de diferentes facetas) impactan significativamente en su eficiencia. Aunque el enfoque principal de esta revisión es discutir cómo el diseño del catalizador puede afectar el rendimiento de la producción de hidrógeno, se muestran algunos otros estudios elementales, cuando es necesario, para ejemplificar el nivel de profundidad (o no) que ha alcanzado la literatura. Así, se presentará una visión general de las propiedades de la ceria y cómo el control fisicoquímico de las nanostructuras contribuye a su ajuste, así como una discusión sobre el diseño de materiales elementales y los procedimientos sintéticos más destacados; luego, seleccionamos algunos metales (Ni, Co y Pt) para discutir la comprensión de tales aspectos para el campo. Finalmente, se describirán los desafíos y perspectivas para la nanoingeniería de catalizadores basados en nanostructuras de ceria controladas por forma para posiblemente mejorar el rendimiento de los catalizadores diseñados para reacciones de reformado con vapor. Aunque hay otras revisiones de literatura sobre catalizadores basados en ceria para estas reacciones, no se centran específicamente en la influencia del tamaño y la forma del óxido.

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