Exsolução de nanopartículas de Ni0 em CeO2 para produção de hidrogênio via reforma a vapor do etanol

Abstract

Este estudo demonstra o desenvolvimento de catalisadores de CeO₂ com nanopartículas de Ni⁰ geradas por exsolução, para produção de hidrogênio via reforma a vapor de etanol. O material Ce₀.₉Ni₀.₁O₂–δ foi sintetizado pelo método hidrotermal assistido por micro-ondas, calcinado (500 °C) e reduzido em diferentes temperaturas (600 °C e 800 °C). A difratometria de raios X confirmou inserção de Ni²⁺ na estrutura e formação de Ni⁰ após redução. Micrografias revelaram partículas entre 20–30 nm para a amostra calcinada e o surgimento de pontos claros indicando Ni⁰ na superfície das amostras reduzidas. Testes catalíticos (600 °C, 18 h, H₂O:etanol=3:1) mostraram >90% conversão de etanol e ~70% H₂ para amostra reduzida a 600 °C, contra ~80% conversão e ~63% H₂ para a reduzida a 800 °C. A menor atividade a 800 °C deve-se à redução da área superficial. Além disso, a produção de CO sugere inibição da reação de deslocamento gás-água nas condições reacionais.