{"id":2928,"date":"2021-04-16T18:48:12","date_gmt":"2021-04-16T16:48:12","guid":{"rendered":"https:\/\/fusioncat.es\/?p=2928"},"modified":"2021-04-23T13:24:42","modified_gmt":"2021-04-23T11:24:42","slug":"tech-reactores-cataliticos-de-membrana-para-la-recuperacion-de-hidrogeno-y-sistemas-de-limpieza-de-combustible-en-la-fusion-nuclear","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fusioncat.es\/es\/noticias\/tech-reactores-cataliticos-de-membrana-para-la-recuperacion-de-hidrogeno-y-sistemas-de-limpieza-de-combustible-en-la-fusion-nuclear\/","title":{"rendered":"[Tech] Reactores catal\u00edticos de membrana para la recuperaci\u00f3n de hidr\u00f3geno y sistemas de limpieza de combustible en la fusi\u00f3n nuclear"},"content":{"rendered":"

El Laboratorio de Cat\u00e1lisis y Energ\u00eda forma parte del grupo de investigaci\u00f3n Nanoingenier\u00eda de Materiales Aplicados a la Energ\u00eda (NEMEN) de la UPC. Una de sus principales actividades es el desarrollo de catalizadores y reactores catal\u00edticos para tecnolog\u00edas relacionadas con el hidr\u00f3geno. El grupo NEMEN forma parte del Instituto de T\u00e9cnicas Energ\u00e9ticas y del Departamento de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica de la UPC.<\/strong><\/p>\n

La permeaci\u00f3n de hidr\u00f3geno a trav\u00e9s de membranas de aleaci\u00f3n de paladio puede utilizarse para separar hidr\u00f3geno de las impurezas en los sistemas de reprocesamiento de residuos de los reactores de fusi\u00f3n nuclear, es decir, el tratamiento de los gases de emisi\u00f3n del plasma y la extracci\u00f3n de tritio del blanket<\/em>. Respecto a los procesos tradicionales, los sistemas de membranas se caracterizan por su alta fiabilidad y su funcionamiento continuo y, por tanto, su aplicaci\u00f3n en el ciclo del combustible puede garantizar una gesti\u00f3n eficiente y segura de una central de fusi\u00f3n. Sin embargo, un inconveniente de este m\u00e9todo es el envenenamiento de las membranas por las impurezas (generalmente mon\u00f3xido de carbono, di\u00f3xido de carbono, metano, ox\u00edgeno, nitr\u00f3geno, agua y amon\u00edaco), que se forman inevitablemente durante el funcionamiento del reactor de fusi\u00f3n. Las impurezas se adhieren fuertemente a las membranas, reduciendo considerablemente la superficie accesible y, por tanto, la permeabilidad del hidr\u00f3geno. Si el envenenamiento es severo, las reacciones superficiales se vuelven importantes y puede ocurrir una marcada desviaci\u00f3n de la ecuaci\u00f3n de Richardson, lo que plantea importantes dificultades para la modelizaci\u00f3n. En este proyecto estudiamos el rendimiento de un reactor catal\u00edtico de membrana (CMR), en el que un catalizador multicomponente capaz de descomponer y\/o transformar las impurezas, se coloca alrededor de las membranas de aleaci\u00f3n de Pd para protegerlas. Esto constituye el objetivo de la tarea 2.4 de FusionCAT.<\/p>\n

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\"Figura<\/a>

Figura 1.<\/strong> Imagen del catalizador preparado y representaci\u00f3n esquem\u00e1tica del funcionamiento del reactor catal\u00edtico de membrana (CMR).<\/small><\/p><\/div>\n

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En el proyecto FusionCAT, el primer objetivo del grupo NEMEN es dise\u00f1ar un catalizador adecuado para que las impurezas reaccionen entre s\u00ed sin consumir hidr\u00f3geno en las condiciones de funcionamiento de las membranas de aleaci\u00f3n de Pd. Se trata de una tarea dif\u00edcil, ya que algunas de las reacciones a las que se pretende llegar, como el reformado con vapor de metano, la reacci\u00f3n Water Gas Shift y las reacciones de oxidaci\u00f3n preferente, implican diferentes mecanismos de reacci\u00f3n y son sensibles a diferentes condiciones de funcionamiento. Dada la complejidad de la mezcla de impurezas, se ha llevado a cabo el dise\u00f1o de un catalizador multicomponente para obtener un catalizador altamente activo, selectivo y estable. El catalizador final se ha formulado utilizando nanopart\u00edculas met\u00e1licas seleccionadas insertadas en un soporte inorg\u00e1nico de \u00f3xido mixto (Figura 1).<\/p>\n

Tras la preparaci\u00f3n y caracterizaci\u00f3n del catalizador en polvo con diferentes t\u00e9cnicas f\u00edsico-qu\u00edmicas, se ha estudiado el rendimiento catal\u00edtico en un reactor convencional de lecho fijo utilizando diferentes condiciones de temperatura y proceso para simular las que son relevantes en el ciclo del combustible de fusi\u00f3n nuclear. El siguiente paso es desarrollar el CMR e integrar el catalizador en forma granulada con la membrana de aleaci\u00f3n de Pd (Figura 2), que es una membrana comercial de Pd-Ag, de ~40 \u03bcm de espesor, soportada sobre acero inoxidable poroso, y estudiar el rendimiento del dispositivo final bajo diferentes condiciones de temperatura y presi\u00f3n.<\/p>\n

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\"Figura<\/a>

Figura 2.<\/strong> Imagen del sistema catal\u00edtico utilizado para realizar las pruebas con el reactor catal\u00edtico de membrana (CMR).<\/small><\/p><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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