{"id":2926,"date":"2021-04-16T18:45:47","date_gmt":"2021-04-16T16:45:47","guid":{"rendered":"https:\/\/fusioncat.es\/?p=2926"},"modified":"2021-04-23T13:24:09","modified_gmt":"2021-04-23T11:24:09","slug":"tech-reactors-catalitics-de-membrana-per-a-la-recuperacio-dhidrogen-i-sistemes-de-neteja-de-combustible-a-la-fusio-nuclear","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/noticies\/tech-reactors-catalitics-de-membrana-per-a-la-recuperacio-dhidrogen-i-sistemes-de-neteja-de-combustible-a-la-fusio-nuclear\/","title":{"rendered":"[Tech] Reactors catal\u00edtics de membrana per a la recuperaci\u00f3 d’hidrogen i sistemes de neteja de combustible a la fusi\u00f3 nuclear"},"content":{"rendered":"

El Laboratori de Cat\u00e0lisi i Energia forma part del grup de recerca Nanoenginyeria de Materials Aplicats a l’Energia (NEMEN) de la UPC. Una de les seves principals activitats \u00e9s el desenvolupament de catalitzadors i reactors catal\u00edtics per a tecnologies relacionades amb l’hidrogen. El grup NEMEN forma part de l’Institut de T\u00e8cniques Energ\u00e8tiques i del Departament d’Enginyeria Qu\u00edmica de la UPC.<\/strong><\/p>\n

La permeaci\u00f3 de l\u2019hidrogen a trav\u00e9s de membranes d’aliatge de pal\u00b7ladi es pot utilitzar per separar hidrogen de les impureses en els sistemes de processament de residus dels reactors de fusi\u00f3 nuclear, \u00e9s a dir, el tractament dels gasos d’emissi\u00f3 del plasma i l’extracci\u00f3 de triti del blanket<\/em>. Pel que fa als processos tradicionals, els sistemes de membranes es caracteritzen per la seva alta fiabilitat i el seu funcionament continu i, per tant, la seva aplicaci\u00f3 en el cicle del combustible pot garantir una gesti\u00f3 eficient i segura d’una central de fusi\u00f3. No obstant aix\u00f2, un inconvenient d’aquest m\u00e8tode \u00e9s l’enverinament de les membranes per les impureses (generalment mon\u00f2xid de carboni, di\u00f2xid de carboni, met\u00e0, oxigen, nitrogen, aigua i amon\u00edac), que es formen inevitablement durant el funcionament del reactor de fusi\u00f3. Les impureses s’adhereixen fortament a les membranes, reduint considerablement la superf\u00edcie accessible i, per tant, la permeabilitat de l’hidrogen. Si l’enverinament \u00e9s sever, les reaccions superficials es tornen importants i pot succeir una marcada desviaci\u00f3 de l’equaci\u00f3 de Richardson, el que planteja importants dificultats per a la modelitzaci\u00f3. En aquest projecte estudiem el rendiment d’un reactor catal\u00edtic de membrana (CMR), en el qual un catalitzador multicomponent capa\u00e7 de descompondre i\/o transformar les impureses, es posa al voltant de les membranes d’aliatge de Pd per protegir-les. Aix\u00f2 constitueix l’objectiu de la tasca 2.4 de FusionCAT.<\/p>\n

 <\/p>\n

\"Figura<\/a>

Figura 1.<\/strong> Imatge del catalitzador preparat i representaci\u00f3 esquem\u00e0tica del funcionament del reactor catal\u00edtic de membrana (CMR).<\/small><\/p><\/div>\n

 <\/p>\n

En el projecte FusionCAT, el primer objectiu del grup NEMEN \u00e9s dissenyar un catalitzador adequat perqu\u00e8 les impureses reaccionin entre si sense consumir hidrogen, en les condicions de funcionament de les membranes d’aliatge de Pd. Es tracta d’una tasca dif\u00edcil, ja que algunes de les reaccions a les quals es pret\u00e9n arribar, com el reformat amb vapor de met\u00e0, la reacci\u00f3 Water Gas Shift i les reaccions d’oxidaci\u00f3 preferent, impliquen diferents mecanismes de reacci\u00f3 i s\u00f3n sensibles a diferents condicions de funcionament. Donada la complexitat de la barreja d’impureses, s’ha dut a terme el disseny d’un catalitzador multicomponent per obtenir un catalitzador altament actiu, selectiu i estable. El catalitzador final s’ha formulat utilitzant nanopart\u00edcules met\u00e0l\u00b7liques seleccionades inserides en un suport inorg\u00e0nic d’\u00f2xid mixt (Figura 1).<\/p>\n

Despr\u00e9s de la preparaci\u00f3 i caracteritzaci\u00f3 del catalitzador en pols amb diferents t\u00e8cniques fisicoqu\u00edmiques, s’ha estudiat el rendiment catal\u00edtic en un reactor convencional de llit fix utilitzant diferents condicions de temperatura i proc\u00e9s per simular les que s\u00f3n rellevants en el cicle del combustible de fusi\u00f3 nuclear. El seg\u00fcent pas \u00e9s desenvolupar el CMR i integrar el catalitzador en forma granulada amb la membrana d’aliatge de Pd (Figura 2), que \u00e9s una membrana comercial de Pd-Ag, de ~ 40 micres de gruix, suportada sobre acer inoxidable por\u00f3s, i estudiar el rendiment del dispositiu final sota diferents condicions de temperatura i pressi\u00f3.<\/p>\n

 <\/p>\n

\"Figura<\/a>

Figura 2.<\/strong> Imatge del sistema catal\u00edtic utilitzat per realitzar les proves amb el reactor catal\u00edtic de membrana (CMR).<\/small><\/p><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

El Laboratori de Cat\u00e0lisi i Energia forma part del grup de recerca Nanoenginyeria de […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":2919,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[44],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2926"}],"collection":[{"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2926"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2926\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2947,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2926\/revisions\/2947"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/media\/2919"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2926"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2926"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2926"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}