Catalysts for steam reforming of Ethanol in a catalytic wall reactor

La energía se ha convertido en una necesidad vital para garantizar el desarrollo de las sociedades modernas. Entre las diferentes posibles alternativas para producir energía, el hidrogeno presenta varias características que lo convierten en un atractivo vector energético: primero, se trata de una tecnología más eficiente para transformar la energía química en electricidad -por ejemplo, utilizando pilas de-combustible, las cuales también reducen de manera significativa los niveles de emisión de CO2 -; en segundo lugar, el hidrogeno puede ser producido a partir de una amplia variedad de materias primas, incluyendo recursos renovables y no renovables. Sin embargo, las tecnologías para producir hidrogeno para applicaciones con pilas de combustible aun requieren de un esfuerzo en investigación y desarrollo.El objetivo principal de esta tesis fue de evaluar técnicamente las opciones para preparar y utilizar catalizadores en placas insertados en un reactor de pared catalítica para producir hidrogeno mediante el reformado por vapor de etanol bajo condiciones de alta eficiencia térmica. Para completar el objetivo general y los objetivos específicos, se diseño un plan experimental sistemático, compuesto de tres partes: documentación, experimentación y simulación numérica. La información utilizada se puede clasificar en tres ramas: primero, una revisión detallada de las características generales que presentan las técnicas de reformado, seguido por una revisión descriptiva del reformado por vapor de etanol, enfocado en los principales aspectos de la preparación de catalizadores y la realización de la reacción química. A continuación en segundo lugar, se presenta una descripción acerca de reactores estructurados y los métodos para preparar catalizadores. Por último, en tercer lugar, se expone una explicación centrada en los materiales, equipos y métodos empleados para explorar el rendimiento de los catalizadores. Esta parte incluye la descripción de: algunas de las técnicas analíticas más comunes para caracterizar y evaluar tanto catalizadores como compuestos químicos y la descripción de las herramientas utilizadas en la simulación numérica.El primer bloque de simulación numérica tiene como fin evaluar las posibles restricciones termodinámicas por medio de análisis específicos basados en el equilibrio termodinámico, tanto del reactor como del proceso integrado. Luego, se ejecuta un mapeo del conjunto de condiciones operacionales, compuesto por cuatro variables principales: (temperatura, relación vapor carbón, presión y factor de recobro de hidrogeno en el separador de membrana). Ello con el fin de garantizar una operación auto-térmica del procesador de combustible. Se compara la habilidad y la ventaja entre los diferentes tipos de catalizadores publicados en trabajos previos en base a las condiciones termodinámicas ideales determinadas en el análisis termodinámico.Para los catalizadores en polvo, se realizo experimentos de caracterización y reacción mediante el empleo de un reactor de lecho fijo. Se ha efectuado un estudio sistematico para comparar la actividad y la selectividad de dos tipos de catalizadores, bajo condiciones moderadas de temperatura y relación vapor carbón. Los catalizadores basados en níquel (Ni/La2O3-Al2O3) y cobalto (Co-Fe/ZnO y Co-Mn/ZnO) han sido preparados y probados a las siguientes condiciones: temperatura en el rango de 400-500°C, relación vapor carbono entre 2 y 4, tiempo de contacto desde 4.3 hasta 1100 min·gcat molEtOH-1, cubriendo un rango de conversión de etanol desde 20 hasta 100%. Se ha efectuado un diseño de análisis multifactorial para establecer la influencia de las variables (temperatura, relación vapor carbón, tiempo de contacto y formulación del catalizador) en términos de la conversión de etanol y la selectividad hacia los diferentes productos.Por último, se ha efectuado la caracterización, simulación y experimentación utilizando una configuración de reactor de pared catalítica. Primero, se emplea un modelo en 2D para analizar las características principales del reactor de pared catalítica diseñado y construido para realizar la reacción sobre las placas con catalizador previamente preparadas. En segundo lugar, se expone de manera detallada el método seguido para preparar dos tipos diferentes de placas catalíticas. Estas placas con catalizador son caracterizadas de manera similar al método empleado con los catalizadores en polvo. Luego, se ha realizado un estudio sistemático para comparar la actividad y la selectividad de los dos tipos de placas catalíticas. Por último, mediante un modelo 1D se revelan aspectos fundamentales de la configuración del reactor de pared catalítica utilizando una configuración con dos canales paralelos, en los cuales se ejecutan una reacción endotérmica y otra exotérmica respectivamente.La principal conclusión de este trabajo es que el reformado por vapor de etanol puede ser realizado bajo condiciones de alta eficiencia térmica si se emplea un diseño basado en un reactor de pared catalítica con recobro de calor integrado a una unidad de separación para la purificación del hidrogeno. Las placas catalíticas han demostrado ser un elemento fundamental en este tipo de reactor porque incrementan de manera significativa el transporte de calor que se requiere para sostener las reacciones endotérmicas.Energy has become a fundamental necessity to guarantee modern society development. Among different alternatives possible to produce energy, hydrogen presents several characteristics which make it an attractive energy vector: first, more efficient processes to transform chemical energy into electricity -such as Fuel Cells that, in addition, will help to reduce significantly CO2 emission levels-; and second, hydrogen can be produced from a large variety of feed stocks, including fossil and renewable resources. However, as hydrogen production technologies for Fuel Cell applications are not available commercially yet, it still requires additional R&D efforts.The principal objective of this thesis was to evaluate technical feasibility for preparing and using catalytic plates in a Catalytic Wall Reactor configuration to produce hydrogen by Steam Reforming of Ethanol under conditions of high thermal efficiency. To fulfill the overall and specific objectives, a systematic experimental plan was designed and executed. It was composed of three main parts: documentation, experimentation and numerical simulation. Background information is divided into three branches, first a detailed overview of technical features for reforming technology, followed by a descriptive review of Steam Reforming of Ethanol key aspects for catalysts preparation and reaction performance. Third is presented a comprehensive examination on structured reactor and catalyst preparation methods. In this part is exposed a detailed explanation of materials, equipments, and methods employed for screening catalyst and evaluating catalytic reactor performance. Also, is presented employed techniques for catalyst characterization and fluid analysis. Finally are described tools for numerical simulation.First component of numerical simulations evaluates possible thermodynamic constrains through specific analyses based on thermodynamic equilibrium of reactor and integrated fuel processor. Then, is performed a mapping for the set of four operational variables (temperature, steam to carbon ratio, pressure, and hydrogen recovery in the membrane separator), that allow an auto-thermal operation of the fuel processor. The suitability and advantages of the different catalysts preparations that are known from recent publications are discussed on the basis of the operation conditions determined on the thermodynamic analysis.Experimental work is performed for powder catalyst characterization and catalytic experimentation using a Packed Bed Reactor (PBR). It has conducted a systematic study to compare the activity and selectivity of two types of catalyst at moderate temperature and steam to carbon (SC) ratios. Nickel-based catalysts (Ni/La2O3-Al2O3) and novel Co-based catalysts (Co-Fe/ZnO and Co-Mn/ZnO) have been prepared and tested at temperatures of 400 and 500 °C, Steam to Carbon (SC) molar ratios of 2 and 4, and contact times from 4.3 to 1100 min·gcat molEtOH-1, covering a range of ethanol conversion from 20 to 100%. A multifactorial design analysis has been conducted to establish the significance of temperature, SC ratio, contact time and catalyst formulation on ethanol conversion and selectivity towards the different reaction products.At last, it is carried out the catalytic plate characterization, simulation and experimentation using a Catalytic Wall Reactor configuration. First, is used a 2D modeling to analyze main characteristics of the Catalytic Wall Reactor designed and constructed to perform reactions on the prepared catalytic plates. Prepared catalytic plates are characterize in a similar way to that employed for the powder catalysts. After that, it was conducted a systematic study to compare the activity and selectivity of two types of catalytic plates. 1D model reveals main aspects on thermal performance for a theoretical Catalytic Wall Reactor using two co-current channels with endothermic and exothermic reactions respectively.Main conclusion from this work is that Steam Reforming of Ethanol can be performed at high thermal efficiency if the design of the fuel processor is based on structured catalytic wall reactors with integrated heat recovery coupled to a separation unit for hydrogen purification. Catalytic plates have proven to be a key component on CWR because improves significantly the heat transfer which is required to sustain endothermic reactions

Recent Trends in the Improvement of the Electrochemical Response of Screen-Printed Electrodes by Their Modification with Shaped Metal Nanoparticles

Novel sensing technologies proposed must fulfill the demands of wastewater treatment plants, the food industry, and environmental control agencies: simple, fast, inexpensive, and reliable methodologies for onsite screening, monitoring, and analysis. These represent alternatives to conventional analytical methods (ICP-MS and LC-MS) that require expensive and non-portable instrumentation. This needs to be controlled by qualified technicians, resulting moreover in a long delay between sampling and high-cost analysis. Electrochemical analysis based on screen-printed electrodes (SPEs) represents an excellent miniaturized and portable alternative due to their disposable character, good reproducibility, and low-cost commercial availability. SPEs application is widely extended, which makes it important to design functionalization strategies to improve their analytical response. In this sense, different types of nanoparticles (NPs) have been used to enhance the electrochemical features of SPEs. NPs size (1-100 nm) provides them with unique optical, mechanical, electrical, and chemical properties that give the modified SPEs increased electrode surface area, increased mass-transport rate, and faster electron transfer. Recent progress in nanoscale material science has led to the creation of reproducible, customizable, and simple synthetic procedures to obtain a wide variety of shaped NPs. This mini-review attempts to present an overview of the enhancement of the electrochemical response of SPEs when NPs with different morphologies are used for their surface modificatio

La mujer canaria a través de la mirada de los viajeros franceses de los siglos XVIII y XIX en el aula de FLE

En este trabajo exponemos una propuesta de innovación didáctica centrada en la incorporación de contenidos canarios en el aula de FLE. En este caso, la temática escogida hace hincapié en las descripciones que los viajeros franceses, que estuvieron por las Islas Canarias durante los siglos XVIII y XIX, realizaron sobre la mujer canaria. En primer lugar, presentamos los conceptos claves de este proyecto y cómo figuran en textos legales y en otros documentos de referencia. En segundo lugar, exponemos los contenidos teóricos que dan forma a nuestro proyecto a partir de la consulta de una extensa bibliografía. Algunos de ellos son los siguientes: la interculturalidad y su correspondiente competencia, el origen de la literatura de viajes y su didáctica y las relaciones franco-canarias, prestando especial atención a la población y la mujer canaria. En tercer lugar, analizamos la propuesta de innovación, la cual se ha desarrollado con el alumnado de 4º de la ESO del IES Magallanes, comentando los resultados obtenidos. A continuación, añadimos las propuestas de mejora. En último lugar, comentamos las conclusiones extraídas tras la implementación en el aula de las sesiones prácticas incluidas en la Situación de Aprendizaje, las cuales insisten en la importancia de enseñar contenidos canarios que rompen con la rutina del aula y la necesidad de introducir las TIC y otras metodologías dinámicas e interactivas durante el proceso de enseñanza-aprendizaje de esta área. Palabras clave FLE, interculturalidad, literatura de viajes, mujer canaria, relaciones franco-canarias.Dans cet article, nous présentons une proposition d'innovation didactique axée sur l'incorporation de contenus canariens dans la classe de FLE. Dans ce cas, le sujet choisi se concentre sur les descriptions des femmes canariennes par les voyageurs français qui ont visité les îles Canaries au cours des 18e et 19e siècles. Tout d'abord, nous présentons les concepts clés de ce projet et la manière dont ils apparaissent dans les textes juridiques et autres documents de référence. Dans un deuxième temps, nous exposons les contenus théoriques qui façonnent notre projet en consultant une vaste bibliographie. En voici quelques-unes : l'interculturalité et la compétence correspondante, l'origine de la littérature de voyage et sa didactique, et les relations franco-canariennes, en accordant une attention particulière à la population canarienne et aux femmes. Troisièmement, nous analysons la proposition d'innovation, qui a été développée avec des étudiants en 4ème année d'ESO à l'IES Magallanes, en commentant les résultats obtenus. Ensuite, nous ajoutons les propositions d'amélioration. Enfin, nous commentons les conclusions tirées après la mise en œuvre en classe des séances pratiques incluses dans le scénario pédagogique, qui insistent sur l'importance d'enseigner des contenus canariens qui rompent avec la routine de la classe et sur la nécessité d'introduire les TIC et d'autres méthodologies dynamiques et interactives au cours du processus d'enseignement-apprentissage dans ce domaine. Mots-clés FLE, interculturalité, littérature de voyage, femme canarienne, relations francocanariennes

Un procedimiento concursal, una autoridad concursal

El Derecho concursal es excepcional y los intereses en torno a él trascienden a los intereses de los actores directamente involucrados. En virtud de ello y dada la situación de crisis patrimonial del deudor, el procedimiento concursal, al constituir indubitable herramienta del Derecho concursal, debe ser célere, de bajo costo y predecible. En ese sentido, hay situaciones en las que el patrimonio del deudor es liquidado hasta agotarse quedando deudas impagas y, a pesar de que en el Perú el procedimiento concursal es seguido ante una autoridad administrativa, es de competencia de una distinta – la judicial - decretar la quiebra del concursado. Esta pluralidad de autoridades conlleva una serie de desventajas que dificultan la tramitación del procedimiento concursal en tales casos, traducidas en la falta de especialización de la autoridad judicial en temas concursales, en su desconocimiento en cuanto a los hechos que dieron pie al sometimiento del deudor a concurso y en su lastimosamente usual confusión en cuanto a los alcances de algunas instituciones concursales, tales como el propio concurso, la liquidación o la quiebra. Vale precisar que esta última desventaja se ve acentuada en cuanto históricamente las leyes concursales peruanas no siempre han atribuido el mismo uso a las precitadas instituciones y en cuanto no existe unanimidad al respecto en la legislación concursal extranjera, por lo que se hace preciso darles un vistazo a fin de una mayor aproximación a dichas instituciones, y a la jurisprudencia concursal peruana para develar las desventajas precitadas. Hecho ello, se concluye que resulta necesaria una sola autoridad especializada encargada de dirigir en su totalidad y en todos los supuestos el procedimiento concursal desde su principio hasta su culminación, pues ello contribuye a alcanzar con mayor eficacia y eficiencia los fines del Derecho concursal.Trabajo de investigació

Potential Use of Precipitates from Acid Mine Drainage (AMD) as Arsenic Adsorbents

The role of precipitates from acid mine drainage (AMD) in arsenic removal in water is a process to be investigated in more detail. The present study is focused on the potential use of two AMD precipitates using oxidation and Ca(OH)2 (OxPFe1) or CaCO3 (OxPFe2) as As(V) adsorbents and the comparison of their performance with two commercial adsorbents (nanohematite and Bayoxide®). The AMD's supernatants and precipitates were characterized using several techniques and assessed with theoretical speciation and mass balance methods. Gypsum was identified by XRD and assessed as the main component of the precipitates. Amorphous iron hydroxide was assessed as the second component (22% in mass), and jurbanite or aluminum hydroxide were present in the third likely phase. The equilibrium adsorption of As(V) in water at a pH between 4 and 6 was tested with the four adsorbents, and the Langmuir model correlated well. The maximum adsorption capacity (qmax) had the highest value for OxPFe1 and the lowest value for nanohematite (that could be explained in terms of the adsorbent surface speciation). The two precipitates have limited application to the adsorption of very low concentrations of arsenic because they have a binding constant (b) lower than the commercial adsorbents and could release a small amount of the arsenic contained in the precipitate

Programa de mejora de procesos productivos y la productividad en artesanos textileros adscritos al CITE Ayacucho, 2021

El estudio titulado Programa de mejora de procesos productivos y la productividad en artesanos textileros adscritos al CITE Ayacucho, 2021, se ha elaborado con el objetivo de determinar la relación entre el programa de mejora de procesos productivos y la productividad en artesanos textileros adscritos al CITE Ayacucho – 2021; donde se consideró una metodología básica, de orientación cuantitativa, diseño no experimental y nivel correlacional, que implicó una muestra de 209 artesanos beneficiarios del CITE - Ayacucho. Como resultados se hallaron un P valor=.000 (<.05) y un Rho=.814, por lo cual se concluyó que existe relación significativa entre el programa de mejora de procesos productivos y la productividad en artesanos textileros adscritos al CITE Ayacucho – 2021, donde la relación existente es de tipo positiva y de nivel muy alto, lo cual significa que cuanto más efectiva es la capacitación en el CITE-Ayacucho, más productividad logran los artesanos

Programa BonoGas Natural y la economía familiar de beneficiarios del distrito de Villa el Salvador, 2021

La presente investigación titulado “Programa BonoGas Natural y la economía familiar de beneficiarios del distrito de Villa el Salvador, 2021”, desarrollado con un método básico, de nivel correlacional y enfoque cuantitativo, que implicó una muestra de 353 beneficiarios, donde se consideró como propósito principal de determinar la relación del Programa BonoGas Natural con la economía familiar de beneficiarios del distrito de Villa el Salvador, 2021. Como resultados se halló un P valor=.000 y Rho=.806, con el cual se determinó que el Programa BonoGas Natural se relaciona de forma significativa con la economía familiar de beneficiarios del distrito de Villa el Salvador, 2021. Esto permitió concluir que cuanto más beneficio brinda el programa BonoGas, mejor economía familiar logran los beneficiarios en el distrito de Villa el Salvador

Concepción pedagógica del proceso de formación en seguridad alimentaria y nutricional para funcionarios gubernamentales del Poder Popular. Estrategia para su implementación en la provincia Pinar del Río

La Seguridad Alimentaria y Nutricional es un aspecto del desarrollo socioeconómico de trascendental importancia por la determinación directa en la vida del hombre. Para Cuba se considera un problema de seguridad nacional de dimensión político-ideológica; por tanto, la formación de los responsables de tomar decisiones en este sentido es vital. Los cambios globales impactan negativamente en la situación alimentaria, nuestro país ha de jerarquizar al respecto el perfeccionamiento de la formación del potencial humano en general, pero particularmente de los que direccionan estos procesos en la localidad. Esta investigación fue dirigida a funcionarios gubernamentales del Poder Popular con la finalidad de alcanzar sistematicidad, articulación y jerarquización en un Proceso Formativo en Seguridad Alimentaria y Nutricional que impacte con pertinencia en la localidad. La contribución teórica es la Concepción Pedagógica del citado proceso basado en la gestión de proyectos locales integrados de Seguridad Alimentaria y Nutricional como modo de actuar, determinado por relaciones dialécticas que se desarrollan a través de acciones secuenciadas que conforman los componentes estructurales y los principios que lo regulan y dinamizan. La contribución práctica propone una estrategia que implemente dicha concepción mediante acciones estratégicas específicas (programa de formación para formadores, programa de formación para funcionarios gubernamentales y una unidad de formación sistemática), cuyo fin es lograr una preparación integral en los implicados, para que actúen en consonancia con lo que exige el modelo de desempeño profesional establecido socialmente. El máximo logro es que el funcionario gubernamental impacte pertinentemente con sus acciones locales y trascienda como transformador práctico de la realidad, siendo determinante direccionar un proceso formativo que le aporte herramientas necesarias para cumplir con responsabilidad social el encargo asignado, la satisfacción de las necesidades alimentarias y nutricionales de las persona

Production and optimization of an UO2 electrode by electrodeposition to perform corrosion studies in hyper-alkaline conditions with calcium and silicium electrolytes

The nuclear waste generated due to the production of electricity is confined into isolated repositories. Because of the use of cement in the isolation barriers and also its use as sealing material, it is important to study the effect of cementitious waters in contact with the spent fuel, since these materials might play an important role as physical and chemical barriers to the release of radionuclides into the far field. A review of the UO2 electrodeposition process was done to modify commercial electrodes (Dropsens), subsequently to perform electrochemical experiments and therefore understand the behavior of fuel matrix in hyper-alkaline conditions, with Ca and Si dissolutions. Two deposition times were used, 15-min and 60-min; the most reproducible results were shown by the 60-min electrodeposited electrode and this was used for the rest of the experiments. Following this, cyclic-voltammograms were recorded using three types of electrolytes: Na+Cl- 0,1 M; Na+Cl- 0,1 M, SiO3 -2 0,001M; Na+Cl- 0,1 M, SiO3 -2 0,001M and Ca2+ 0,0001 M, all with pH=12. Potentiostatic and corrosion potential experiments were performed to determine the effect of the Ca and Si ions in the oxidation process. The CVS showed six defined regions where oxidation and reduction process occurred; the potentiostatics results revealed the highest current density was obtained for SiO3 -2 and Ca2+, SiO3 -2 , and the lowest current density was obtained for Na+Cl- . The corrosion potential value obtained for Na+Cl- was 42 mV, 40 mV for SiO3 -2 and -2 mV for SiO3 -2 , Ca2+. These results exhibit that both ions reinforce the formation of protective corrosion products on the surface electrode, working as inhibitors and/or blocking the fuel corrosion process.Los residuos radioactivos generados debido a la producción de electricidad están confinados en repositorios aislados. Puesto que el cemento es usado en las barreras de aislamiento, así como material de sellado, es importante estudiar el efecto de las aguas cementosas en contacto con el combustible usado ya que estos materiales pueden jugar un rol importante como barreras químicas y física para la liberación de radionuclideo en el entorno. Se realizó una revisión del proceso de electrodeposición del UO2 para modificar electrodos comerciales (Dropsens). Ello permitió realizar experimentos electroquímicos y así como comprender el comportamiento de la matriz de combustible en condiciones hiper alcalinas con disoluciones de Ca y Si. Se usaron dos tiempos de deposición: 15-min y 60-min; los resultados más reproducibles fueron obtenidos por el electrodo electrodepositado en 60-min así que este fue usado para realizar el resto de los experimentos. Se registraron ciclo-voltamogramas usando tres tipos de electrolitos: Na+Cl- 0,1 M; Na+Cl- 0,1 M, SiO3-2 0,001M; Na+Cl- 0,1 M, SiO3-2 0,001M y Ca2+ 0,0001 M, todos ellos a pH=12. Se realizaron experimentos potencioestáticos y de potencial de corrosión para determinar el efecto de los iónes Ca y Si en el proceso de oxidación. Los CVS mostraron seis regiones definidas donde ocurrieron los procesos de oxidación y reducción, los resultados potencioestáticos revelaron que la densidad de corriente más alta fue obtenida para el SiO3 -2 y Ca2+, SiO3 -2 , y la densidad de corriente más baja fue obtenidapara el Na+Cl. El valor del potencial de corrosión obtenido para Na+Clfue de 42mV, 40 mV para el SiO3 -2 y -2 mV para el SiO3 -2 y Ca2+. Estos resultados demuestran que ambos iones refuerzan la formación de productos de corrosión protectores en la superficie del electrodo, actuando como inhibidores y/o bloqueando el proceso de corrosión del combustible