ВЛИЯНИЕ СОСТАВА РЕАКЦИОННОЙ СМЕСИ В ПАРОВОМ РИФОРМИНГЕ БИОЭТАНОЛА НА ВЫСОКОЭНТРОПИЙНОМ ОКСИДНОМ КАТАЛИЗАТОРЕ

Аннотация

Получение водорода из возобновляемого биоэтанола является перспективным направлением низкоуглеродной энергетики. Разработка активных и устойчивых катализаторов, обеспечивающих высокий выход водорода при минимальном коксообразовании, имеет важное значение для повышения эффективности данного процесса. В работе исследованы структурно-текстурные характеристики и каталитические свойства высокоэнтропийного оксидного катализатора, синтезированного методом Печини, в процессе превращения этанола с водяным паром. Свежий и отработанный катализаторы охарактеризованы методами трансмиссионной электронной микроскопии, низкотемпературной адсорбции–десорбции N₂ и термогравиметрического анализа. Синтезированный материал характеризуется развитой пористой структурой с удельной площадью поверхности 96 м²/г, общим объемом пор 0,27 см³/г и преимущественным диаметром пор 2,5–3,0 нм. Установлено существенное влияние температуры и объемного соотношения C₂H₅OH₂O на каталитические показатели. При 700–800 °C конверсия этанола достигает 100 % для всех исследованных составов реакционной смеси. Максимальный выход H₂, составляющий 87,39 %, достигнут при 800 °C и соотношении C₂H₅OH₂O = 3:1. Вместе с тем при данном соотношении наблюдается наиболее интенсивное коксообразование со скоростью 0,328 мг/(г·ч), тогда как увеличение содержания воды до C₂H₅OH₂O = 1:4 снижает этот показатель до 0,145 мг/(г·ч). TEM-анализ отработанного катализатора выявил образование нитевидных и трубчатых углеродных структур. Полученные результаты свидетельствуют о высокой каталитической активности синтезированного высокоэнтропийного оксида и показывают, что регулирование состава реакционной смеси является ключевым фактором достижения оптимального соотношения между выходом водорода и устойчивостью катализатора к коксообразованию.