El objetivo principal del presente proyecto coordinado entre las universidades de Zaragoza y el Instituto de Ciencias de Materiales de Sevilla es el desarrollo de catalizadores metálicos soportados en carbones biomórficos (CB), para su posterior aplicación a procesos de producción de hidrógeno y de refino de bio-oil. La técnica de Mineralización Biomórfica es una innovadora herramienta capaz de sintetizar materiales inorgánicos funcionales utilizando como plantilla diversas estructuras formadas en procesos biológicos. Así, a partir de materiales lignocelulósicos (biomasa) se puede preparar una gran variedad de materiales cerámicos microestructurados. No obstante, la replicación de los distintos niveles jerárquicos existentes en los tejidos biológicos sigue siendo un gran reto a día de hoy. Para avanzar en esta línea, en este proyecto se va a abordar el estudio de la síntesis, caracterización y aplicación de catalizadores metálicos soportados en carbón biomórfico (Me/CB), con distribuciones de tamaño homogénea y porosidad jerarquizada.
La preparación de estos materiales se realiza mediante descomposición térmica en atmósfera reductora (o inerte) a alta temperatura, y elevadas velocidades de calentamiento, de un material lignocelulósico (e.g. celulosa, lignina, papel) impregnado con los precursores metálicos catalíticos. De esta manera, en una sola etapa, se obtiene un soporte carbonoso biomórfico con nanopartículas de metal dispersas en su superficie. Este método de síntesis presenta una extraordinaria versatilidad, puesto que además de poder utilizar diferentes materias primas de partida, se pueden obtener catalizadores de muy distintas composiciones y contenidos metálicos, así como su estructuración en dispositivos monolíticos y espumas. Como materias primas, además de celulosa, lignina o papel, se van estudiar biomasas agrícolas residuales.
Los catalizadores tipo Me/CB se pretenden aplicar en procesos de producción de hidrógeno (descomposición de hidrocarburos ligeros, de amoniaco y deshidrogenación de ácido fórmico), en la reacción de Water-Gas-Shift (WGS), y en distintas reacciones test de refino de bio-oil (conversión de acético a acetona, hidrogenación de vainillina y ciclohexeno y conversión de m-cresol a fenol).