El presente proyecto forma parte del proyecto coordinado HySynChar, que pretende desarrollar una estrategia novedosa para la integración de un conjunto de reacciones y procesos basados en tecnologías catalíticas y de gasificación para la producción de vectores de energía o productos de alto valor añadido (hidrógeno y compuestos oxigenados, particularmente acetaldehído, ácido fórmico y ácido acético) y gas de síntesis de composición ajustable, mediante la valorización de las principales corrientes de salida del proceso de fermentación etanólica de azúcares, bioetanol y dióxido de carbono, y biocarbones residuales, contribuyendo con ello al desarrollo de tecnologías energéticas sostenibles. El principal objetivo del proyecto ICMS es generar corrientes de hidrógeno a partir del ácido fórmico producido por oxidación selectiva de acetaldehído, obtenido por el subproyecto 1 (INMA) a partir de bioetanol. Específicamente, el proyecto ICMS se centra en el estudio de las reacciones de i) oxidación selectiva de acetaldehído, tanto en fase líquida como gaseosa, para la producción de ácido fórmico y/o acético y ii) deshidrogenación de ácido fórmico. Para este fin, se pretende desarrollar catalizadores activos, selectivos y estables, novedosos y preferiblemente basados en metales de transición, para ambas reacciones. En el caso de la oxidación selectiva de acetaldehído, se estudiarán catalizadores basados en VOx soportado en TiO2 or SiO2, FeOx soportado en CeO2-ZrO2 y Au soportado en TiO2, SiO2 y CeO2-ZrO2, buscando el control de la selectividad de la reacción hacia la producción de ácido fórmico o acético. En el caso de la reacción de deshidrogenación de ácido fórmico, los catalizadores estarán basados en Cu o Fe y el objetivo buscado es conseguir una producción continua de corrientes de hidrógeno estables, y libres de CO, a partir de corrientes diluidas de ácido fórmico usando catalizadores de bajo coste y respetuosos con el medioambiente. Todos los materiales preparados serán totalmente caracterizados estructural y químicamente por una gran variedad de técnicas (DRX, XPS, SEM, HRTEM, Raman, DRIFTS, TPR/TPD, UV-Vis, Análisis textural, etc.), tanto pre- como post-reacción, para evaluar las posibles modificaciones ocurridas en el transcurso de la misma. Igualmente, se realizarán estudios en condiciones de reacción (in-situ y operando) por espectroscopias IR/DRIFTS acopladas con MS, lo que, junto con los resultados de actividad y de caracterización, permitirá analizar el mecanismo de las reacciones y así poder establecer la relación estructura-actividad en cada caso. El conocimiento de esta relación permitirá optimizar el catalizador diseñado. Los sólidos con los mejores resultados catalíticos en todas las reacciones del consorcio (INMA-ICMS) serán estructurados en reactores monolíticos para analizar el efecto de la configuración del reactor.
