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WO2014207279A1 - Procedimiento de obtención de gas de síntesis - Google Patents

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WO2014207279A1
WO2014207279A1 PCT/ES2014/070470 ES2014070470W WO2014207279A1 WO 2014207279 A1 WO2014207279 A1 WO 2014207279A1 ES 2014070470 W ES2014070470 W ES 2014070470W WO 2014207279 A1 WO2014207279 A1 WO 2014207279A1
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electrochemical cell
conductor
alcohol
gaseous
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PCT/ES2014/070470
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English (en)
French (fr)
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Antonio DE LUCAS CONSUEGRA
Jesús GONZÁLEZ COBOS
José Luís VALVERDE PALOMINO
Carmen JIMÉNEZ BORJA
Nuria GUTIÉRREZ GUERRA
José Luís ENDRINO ARMENTEROS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Abengoa Research SL
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Abengoa Research SL
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Definitions

  • the present invention relates to a process for obtaining synthesis gas (H 2 / CO) with a controllable ratio by means of a catalytic and electrochemical process using an electrochemical cell formed by anionic or cationic conductive solid electrolytes.
  • the control of the H 2 / CO ratio is carried out in a single stage under constant operating conditions, that is, at a constant temperature of the electrochemical cell and constant conditions of composition and concentration of the input current.
  • the present invention is encompassed in the technical field of synthesis gas production and for its use in the petrochemical industry or in the production of fuels.
  • the synthesis gas (mixture of H 2 / CO) is known to have a wide variety of applications in the petrochemical industry.
  • synthesis gas can be used in the production of ammonia or methanol.
  • synthesis gas can be used as an intermediate product in the production of synthetic gasolines, for use as fuel or lubricant through the Fischer-Tropsch synthesis.
  • the required H 2 / CO ratio is typically 2.
  • processes within the petrochemical industry such as oxo-synthesis processes that require lower H 2 / CO ratios, between 1 and 2, or even pure carbon monoxide (CO), as occurs in carbonylation processes.
  • hydrogen (H 2 ) of high purity is required, such processes are for example reactions of hydrogenation, interesting in this case to obtain an H 2 / CO ratio greater than 2, as high as possible.
  • the synthesis gas is generally obtained at the industrial level by catalytic processes of reforming or partial oxidation of hydrocarbons, mainly from methane (EP0168892 A2). This type of process allows obtaining a fixed H 2 / CO ratio and typically of 3. In order to obtain a different H 2 / CO ratio, additional purification, separation and conversion steps are necessary, such as: water displacement reactions in gaseous state ( denominated in English water gas shift), processes of adsorption under pressure or preferential oxidation of CO. These additional stages, prior to the synthesis process, imply a greater complexity of the process as well as higher production costs of the final product.
  • H 2 / CO ratio can be controlled in these processes by adjusting the operating conditions such as the temperature at which the synthesis is carried out or the relationship between the starting hydrocarbon and the added O 2 .
  • the complexity and costs of these processes are high because the temperatures used are usually high, greater than 1000 ° C and reactors of two gas inlets and two gas outlets are required to work in double atmosphere [US47993904].
  • the present invention relates to a process for obtaining synthesis gas (H 2 / CO) with a controllable ratio by means of a catalytic and electrochemical process using an electrochemical cell formed by ionic, anionic or cationic conductive solid electrolytes.
  • the control of the H 2 / CO ratio is carried out under constant conditions of operation, that is, at constant temperature of the electrochemical cell and constant conditions of composition and concentration of the input current.
  • the inlet stream is selected from a gaseous stream of light hydrocarbons together with a stream of water vapor, or a gaseous stream containing at least one (C 1 -C 3) alcohol.
  • light hydrocarbons are meant those organic chemical compounds formed solely of hydrogen and carbon (C1-C4), including natural gas.
  • Natural gas is a combustible gas that comes from geological formations, which is why it constitutes a non-renewable energy source.
  • natural gas can contain carbon dioxide, ethane, propane, butane and nitrogen, among other gases.
  • the light hydrocarbons are selected from the list comprising methane, ethane, propane, butane, natural gas or any combination thereof.
  • the solid electrolyte conductor is an anionic conductive material, for example oxygen ion conductor (O 2 " ), in the present invention it comprises at least one electrode selective for the electrolysis of the water and at least one selective counter electrode to the reforming reaction and to the partial oxidation of the input current of the electrochemical cell.
  • O 2 " oxygen ion conductor
  • the addition of gaseous streams of humidified hydrocarbons or of alcoholic gas streams, together with or without a stream of water vapor, will allow in addition to the synthesis gas obtained by conventional catalytic reforming in the electrochemical catalyst will produce additional electrocatalytic processes that allow to control the final H2 / CO ratio under constant conditions, that is, at constant temperature of the electrochemical cell and constant conditions of composition and concentration of the input current.
  • the electrochemical cell when the electrochemical cell is at a temperature between 300 ° C and 980 ° C, and under constant conditions of composition and concentration of the input current, the catalytic process of reforming on the selective counter electrode takes place. process. Additionally, under the application of electric current, the electrolysis reaction occurs with the consequent production of H 2 .
  • the O 2 ions generated in the electrochemical reaction are transported by the solid electrolyte conductor to the counter electrode that acts as a catalyst for the electrocatalytic oxidation of the inlet current and CO with the consequent production of synthesis gas (H 2 / CO
  • the counter electrode that acts as a catalyst for the electrocatalytic oxidation of the inlet current and CO with the consequent production of synthesis gas (H 2 / CO
  • synthesis gas H 2 / CO
  • the CO can be oxidized to CO 2 by electrochemical oxidation, which allows a net control of the H 2 / CO ratio of the synthesis gas produced by controlling the speed of each of the processes with the electrical intensity. It is the intensity of applied voltage that allows controlling the electrochemical speed of the mentioned processes.
  • the solid electrolyte conductor is a cationic conductive material, for example sodium ion conductor Na + and potassium K +
  • it comprises a selective catalyst electrode to the process of reforming the inlet current of the cell electrochemistry and a metallic counter electrode. This configuration allows the process of reforming the input current to be promoted electrochemically, by sending promoter ions from the cationic conductive material to the selective electrode of the reforming process.
  • the presence of electro-positive ions for example of Na + and K + ions in the catalytic electrode favors chemisorption of electronegative molecules such as water versus hydrocarbon or alcohol that form the input stream.
  • the controllable adsorption of the inlet current is carried out by varying the electric potential that varies the content of the promoter sent to the catalyst electrode, making it possible to control the degree of decomposition of the inlet current and the degree of the reforming process, with it the H 2 / CO ratio of the resultant synthesis gas obtained.
  • a solid cationic electrolyte conductor Na + or K + conductor
  • the final adjustment of the H 2 / CO ratio is produced by the sending of ionic promoters (Na + or K + ) by current electrical to the catalytic electrode that modify the adsorption of water in the active centers and with it the kinetics of the catalytic process. This occurs under a constant concentration of the input current and a specific operating temperature of the electrochemical cell.
  • the main advantages with respect to conventional reforming techniques is, firstly, that it is not necessary to incorporate a pure 0 2 current in the electrochemical cell since it is produced in situ during the electrolysis process, avoiding this mode additional pre-stages such as for example the additional preliminary separation of N 2 from the air.
  • the electrochemical cell that can be used is simple, does not require complex atmospheric separation chambers.
  • the control of the H 2 / CO ratio is carried out by means of a variation of the voltage applied to the electrodes that allows the control of the electrochemical processes.
  • the operating conditions are constant, the synthesis is carried out at a constant temperature and at a low temperature in comparison with those used in conventional techniques.
  • the inlet stream is not only limited to wet gaseous light hydrocarbons, gaseous streams of pure or moist alcohols can also be used.
  • a first aspect of the invention relates to a process for producing synthesis gas, of controllable H 2 / CO ratio, comprising the passage of an input current selected from a gaseous stream of light hydrocarbons and a stream of water vapor, or a gaseous stream containing at least one (C1-C3) alcohol to an electrochemical cell which is at a temperature between 300 ° C and 980 ° C, characterized in that said electrochemical cell contains a solid electrolyte conductor ion to which a potential between -3 and +3 volts is applied.
  • electrochemical cell in the present invention a device capable of transforming an electric current into a chemical oxidation-reduction reaction that does not occur spontaneously.
  • the electrochemical cell also refers in the present invention to an electrochemical reactor suitable for industrial use in any configuration known to any person skilled in the art, such as, for example, an electrochemical reactor with a tubular or monolithic configuration.
  • the inlet stream does not contain pure O2.
  • the inlet stream is diluted in an inert gas stream, where the inert gas is selected from the list comprising nitrogen (N 2 ), helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr). ) and xenon (Xe).
  • the inert gas stream is N 2 .
  • the inlet stream can be diluted up to 98% by volume in said inert gas stream.
  • the electrochemical cell is at a temperature between 500 ° C and 900 ° C.
  • the applied potential is between -2.5 and +2.5 volts. More preferably, between -2 and +2 volts.
  • the gaseous light hydrocarbons are selected from the list comprising methane, ethane, propane, butane, natural gas or any combination thereof.
  • the light hydrocarbon is a combination of light hydrocarbons comprising at least methane.
  • the light hydrocarbon is natural gas.
  • the proportion of light hydrocarbon and water vapor depends on the hydrocarbon used, for example, in case the hydrocarbon is methane, the preferred ratio will be about 1: 3.
  • the alcohol is selected from the list comprising methanol, ethanol, propanol or any combination thereof. More preferably, the alcohol is methanol or ethanol.
  • the alcohols can be bioalcohols obtained by the action of a microorganism or by some other biotechnological process.
  • alcohols can be used from residual streams of alcohols with high graduation, up to 90 ° C.
  • a stream of water vapor is added.
  • gaseous inlet streams of hydrocarbons or of alcohol and water vapor can be mixed before passing into the electrochemical cell or they can pass without previously mixing.
  • gaseous hydrocarbon or alcohol streams and the water vapor stream are mixed before passing to the electrochemical cell.
  • the solid ionic electrolyte conductor is an anionic conductor that conducts oxygen ions (O2 " ).
  • the anionic conductor comprises a solid electrolyte selected from zirconium oxide, titanium oxides, yttrium oxide stabilized with zirconium oxide, zirconium oxide stabilized with calcium, perovskites with mixed conductivity or any combination thereof .
  • the anionic conductor comprises at least one electrode selective to the electrolysis of water and at least one counter-electrode selective to the reforming reaction and to the process of partial oxidation of the Input current.
  • the electrode selective to the electrolysis of water is platinum (Pt).
  • the selective counter-electrode to the reforming reaction of the input stream is selected from nickel (Ni), platinum (Pt), palladium (Pd) or any combination thereof.
  • the electrochemical cell containing an anionic conductor as described above is at a temperature of between 700 and 900 ° C when the inlet stream is a gaseous stream of light hydrocarbons and a stream of water vapor.
  • the electrochemical cell containing an anionic conductor as described above is at a temperature of between 500 and 750 ° C when the inrush current is a gaseous stream containing at least one (C1-C3) alcohol.
  • the solid ionic electrolyte conductor is a cationic conductor.
  • the inlet stream in this case is also formed by a gaseous stream of light hydrocarbons and a stream of water vapor, or a gaseous stream containing at least one alcohol (dC 3).
  • the gas stream containing at least one (C1-C3) alcohol must also contain a stream of water vapor.
  • the cationic conductor conducts sodium ions Na + or potassium K + .
  • the cationic electrolyte is selected from Na- ⁇ -0 2 0 3 , ⁇ - ⁇ - ⁇ 2 0 3 , NASICON, LISICON or any combination thereof.
  • the cationic conductor further comprises at least one metal electrode selective to the process of reforming the inlet stream and at least one metal counter electrode.
  • the metallic electrode selective to the process of reforming the input current is platinum (Pt).
  • the metal counter electrode is gold (Au).
  • the electrochemical cell containing a cationic conductor as described above, is at a temperature between 700 and 900 ° C when the inlet current is a gaseous stream of light hydrocarbons and a stream of water vapor .
  • the electrochemical cell containing a cationic conductor as described above, is at a temperature between 500 and 750 ° C when the inlet current is a gas stream containing at least one (C1-C3) alcohol ) and that adds a stream of water vapor.
  • the voltage source used to apply the aforementioned voltage to the electrochemical cell can be a conventional source with fossil or nuclear energy origin or a renewable source using, for example, hydraulic, solar, wind, geothermal, marine and / or biomass energy .
  • the method uses a conventional or renewable source for the application of the potential. More significantly, the procedure uses a conventional source.
  • FIG. one Representation of an electrochemical cell that uses an ionic solid electrolyte conductor, which can be both anionic and cationic.
  • FIG. 2 Schematic representation of a solid electrolyte conductor acting as an anionic conductor comprising an anionic solid electrolyte, an electrode selective to the electrolysis of water and a counter electrode selective to the reforming reaction and to the partial oxidation of the input current.
  • FIG. 4 Dynamic graph showing the different H 2 / CO ratios obtained according to the applied potential in a given period of time
  • FIG. 5 Schematic representation of a solid electrolyte conductor acting as a cationic conductor comprising a cationic solid electrolyte, a metal electrode selective to the process of reforming the input current and a metal counter electrode.
  • FIG. one shows the configuration of a laboratory electrochemical cell that uses ionic solid electrolyte conductors, both anionic (9) and cationic (10).
  • This cell consists of the following elements:
  • the anionic (9) and cationic solid electrolyte conductors (10) are inside the quartz tube (8) that limits the area where the H 2 / CO controlled synthesis gas is produced and the additional electrocatalytic processes in phase soda.
  • This quartz tube (8) is closed by a metal cover (4) that couples a perforated alumina tube (6).
  • the working electrode (1) and the counter electrode (2) are connected with the anionic (9) or cationic (10) solid electrolyte conductors through this perforated alumina tube (6), the potential is applied to these electrodes (1 ) and (2).
  • the different temperatures that are reached in the cell electrochemistry are achieved by the cooling coil (5) coupled to the metal cover (4) and by gold wires (7) that act as thermal conductors and that are introduced into the cell through the alumina tube.
  • the input current is introduced through the gas inlet (11) and the synthesis gas produced is collected through the gas outlet (3).
  • Selective counter electrode to the reforming process and partial oxidation of the input current is platinum (Pt)
  • FIG. 2. shows a schematic representation of an anionic conductor comprising an anionic solid electrolyte which acts as a YSZ-type conductor of O 2 " ions and which further comprises a working electrode selective to the electrolysis of water (13) and a selective counter-electrode to the reforming reaction and partial oxidation of the input stream (12).
  • Both electrodes are connected to a power supply that allows the application of electrical intensity to the system and, therefore, allows the control of the composition of the synthesis gas under fixed conditions of operation (operating temperature of the electrochemical cell) and reaction (composition and concentration of the input current of the electrochemical cell).
  • the coupling of the electrolysis process to the catalytic reforming process allows to carry out the additional production of H 2 as well as the partial oxidation of the hydrocarbon (and therefore the adjustment of the ratio) without the need to feed pure oxygen to the electrochemical reactor (avoiding previous stages). of separation of the same from the air).
  • the 0 2 is generated in-situ in the process itself, which allows the presence of secondary reactions of total and partial oxidation.
  • FIG. 4. shows the ratios of H 2 , CO and C 0 2 versus the time obtained using the configuration of the electrochemical cell described in this example.
  • OCP refers to the state of the open circuit in which the electrochemical cell is located when no potential is applied.
  • the H 2 / CO ratio remains practically constant.
  • an immediate response is observed, less than 5 minutes, which corresponds to the drastic increase in the H2 / CO ratio as a function of the applied voltage.
  • an electrochemical cell is used as shown in FIG. one . with a solid cationic electrolyte conductor as shown in FIG. 5. to produce synthesis gas.
  • the cationic solid electrolyte shown in Figure 5 consists of the following elements:
  • Electrode working platinum selective to the process of reforming the input current for example CH 4 + H 2 0 ⁇ H 2 , CO, C0 2 )
  • FIG. 5. shows a schematic representation of a cationic solid electrolyte (17) which acts as conductive type Na-p-AI 2 03 Na + and comprising a selective electrode reforming process stream inlet (15) and Au counter-electrode (16).
  • the electrodes are connected to a power supply that allows the application of the electrical intensity to the system and, therefore, allows the control of the composition of the synthesis gas under fixed conditions of operation (temperature of operation of the electrochemical cell) and reaction (composition and concentration of the input current of the electrochemical cell).
  • the control of the quantity of sodium ions Na + promoters sent to the catalyst electrode is carried out by means of the controlled application of electric current that allows to control the adsorption of the species that participate in the catalytic process and therefore the ratio of synthesis gas produced .
  • FIG. 6 The variation of the H 2 / CO ratio is shown as a function of the applied potential for different reaction temperatures from a humidified methane stream. This figure shows that the voltage variation allows control of the H 2 / CO ratio.
  • the H 2 / CO ratio values obtained in this electrochemical cell comprising a solid cationic electrolyte conductor range between 6 and 30 for a temperature range between 450 ° C and 550 ° C.
  • an electrochemical cell is used as shown in FIG. one . with the solid anionic electrolyte conductor that is described in example 1 and is depicted in FIG. 2 to produce synthesis gas.
  • FIG. 7 It can be observed how the H 2 / CO ratio obtained can be varied depending on the potential and the different reaction temperatures applied. This figure shows that the voltage variation allows control of the H 2 / CO ratio.
  • the H 2 / CO ratio values obtained in this electrochemical cell comprising an anionic solid electrolyte conductor range between 2.4 and 9.13 for a temperature range between 500 ° C and 600 ° C. Examples 1 to 3 provided by way of illustration are not intended to be limiting of the present invention. Although they refer to a laboratory-sized electrochemical cell, this cell could be replaced by tubular configurations or monolithic reactor-type configurations (called Monolithic Electro-promoted reactor) on an industrial scale.

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Abstract

La presente invención se refiere a un procedimiento de obtención de gas de síntesis (H2/CO) de ratio controlable mediante un proceso catalítico y electroquímico que emplea una celda electroquímica formada por electrolitos sólidos conductores iónicos, aniónicos o catiónicos. El control del ratio H2/CO se lleva a cabo en una única etapa bajo condiciones constantes de operación, es decir, a temperatura constante de la celda electroquímica y condiciones constantes de composición y concentración de la corriente de entrada. En la presente invención la corriente de entrada se selecciona de entre una corriente de hidrocarburos ligeros y una corriente de vapor de agua, o una corriente gaseosa que contiene al menos un alcohol (C1-C3).

Description

PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN DE GAS DE SÍNTESIS
DESCRIPCIÓN
La presente invención se refiere a un procedimiento de obtención de gas de síntesis (H2/CO) de ratio controlable mediante un proceso catalítico y electroquímico que emplea una celda electroquímica formada por electrolitos sólidos conductores aniónicos o catiónicos. El control del ratio H2/CO se lleva a cabo en una única etapa bajo condiciones constantes de operación, es decir, a temperatura constante de la celda electroquímica y condiciones constantes de composición y concentración de la corriente de entrada.
Por tanto, la presente invención se engloba en el campo técnico de la producción de gas de síntesis y para su utilización en la industria petroquímica o en la producción de combustibles.
ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR
El gas de síntesis (mezcla de H2/CO) es conocido por tener una gran variedad de aplicaciones en la industria petroquímica. Por ejemplo, el gas de síntesis puede ser empleado en la producción de amoníaco o metanol. Además, el gas de síntesis se puede utilizar como producto intermedio en la producción de gasolinas sintéticas, para su uso como combustible o lubricante a través de la síntesis de Fischer-Tropsch. Para estas aplicaciones el ratio H2/CO requerido es típicamente de 2. Sin embargo, existen otros procesos dentro de la industria petroquímica como son los procesos de oxo-síntesis que requieren ratios de H2/CO menores, comprendidos entre 1 y 2, o incluso monóxido de carbono (CO) puro, como ocurre en los procesos de carbonilación. Por otro lado, en la industria petroquímica también existen muchos procesos donde se requiere hidrógeno (H2) de alta pureza, tales procesos son por ejemplo reacciones de hidrogenación, interesando en este caso obtener un ratio H2/CO mayor de 2, lo más alto posible.
El gas de síntesis se obtiene generalmente a nivel industrial mediante procesos catalíticos de reformado o de oxidación parcial de hidrocarburos, principalmente a partir de metano (EP0168892 A2). Éste tipo de procesos permite obtener un ratio H2/CO fijo y típicamente de 3. Para obtener un ratio H2/CO distinto son necesarias etapas adicionales de purificación, separación y conversión como por ejemplo: reacciones de desplazamiento del agua en estado gaseoso (denominadas en inglés water gas shift), procesos de adsorción a presión u oxidación preferencial de CO. Estas etapas adicionales, previas al proceso de síntesis, implican una mayor complejidad del proceso así como mayores costes de producción del producto final.
Otra posibilidad conocida de variar el ratio H2/CO de forma controlada se realiza mediante la adición controlada de oxígeno (O2) puro a la atmósfera donde se lleva a cabo la reacción de síntesis [Cao, Y. et al Energ. Fuel. 2008, 22, 1720-1730], donde se produce una oxidación parcial o reformado autotérmico que modifica la concentración de CO producido. La adición de O2 puro en este tipo de procesos implica etapas previas y adicionales de separación del mismo del nitrógeno (N2) del aire que implica una mayor complejidad del proceso, al añadir más etapas al proceso. Por otro lado, se puede controlar el ratio H2/CO en estos procesos ajustando las condiciones de operación tales como la temperatura a la que se lleva a cabo la síntesis o la relación entre el hidrocarburo de partida y el O2 añadido. La complejidad y los costes de estos procesos son altos porque las temperaturas utilizadas suelen ser altas, mayores de 1000 °C y se requieren de reactores de dos entradas de gases y dos salidas de gases para poder trabajar en doble atmósfera [US47993904].
Por tanto, para superar todos los problemas técnicos mencionados es necesario desarrollar un nuevo proceso de obtención de gas de síntesis de ratio controlable de H2/CO.
DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un procedimiento de obtención de gas de síntesis (H2/CO) de ratio controlable mediante un proceso catalítico y electroquímico que emplea una celda electroquímica formada por electrolitos sólidos conductores iónicos, aniónicos o catiónicos. El control del ratio H2/CO se lleva a cabo bajo condiciones constantes de operación, es decir, a temperatura constante de la celda electroquímica y condiciones constantes de composición y concentración de la corriente de entrada.
En la presente invención la corriente de entrada se selecciona de entre una corriente gaseosa de hidrocarburos ligeros junto con una corriente de vapor de agua, o una corriente gaseosa que contiene al menos un alcohol (C1-C3).
Por "hidrocarburos ligeros" se entiende a aquellos compuestos químicos orgánicos formados únicamente de hidrógeno y carbono (C1-C4), incluyendo al gas natural.
El gas natural es un gas combustible que proviene de formaciones geológicas, por lo que constituye una fuente de energía no renovable. Además de metano, el gas natural puede contener dióxido de carbono, etano, propano, butano y nitrógeno, entre otros gases.
Por tanto, en la presente invención, los hidrocarburos ligeros se seleccionan de la lista que comprende metano, etano, propano, butano, gas natural o cualquiera de sus combinaciones.
En el caso de que el conductor electrolito sólido sea un material conductor aniónico, por ejemplo conductor de iones oxígeno (O2"), en la presente invención éste comprende al menos un electrodo selectivo a la electrólisis del agua y al menos un contraelectrodo selectivo a la reacción de reformado y a la oxidación parcial de la corriente de entrada de la celda electroquímica.
Por tanto, en la presente invención, cuando se emplean conductores aniónicos, la adición de corrientes gaseosas de hidrocarburos humidificadas o de corrientes gaseosas alcohólicas, junto con o sin una corriente de vapor de agua, va a permitir que además del gas de síntesis obtenido por reformado convencional catalítico en el catalizador electroquímico se produzcan procesos adicionales electrocatalíticos que permitan controlar el ratio H2/CO final bajo condiciones constantes, es decir, a temperatura constante de la celda electroquímica y condiciones constantes de composición y concentración de la corriente de entrada. Estos procesos adicionales son principalmente el proceso de electrólisis de vapor de agua (H2O --> H2 + O2") que permite producir una mayor cantidad de H2 y la oxidación electroquímica y catalítica del hidrocarburo o alcohol que no haya reaccionado y del CO producido a partir de los iones O2" y las moléculas de O2, ambos generados en el proceso de electrólisis anterior. De este modo el ajuste final del ratio H2/CO se lleva a cabo en una sola etapa. El H2 adicional producido en el proceso de electrólisis así como la oxidación de parte del CO producido a dióxido de carbono (CO2) permite modificar considerablemente el ratio del gas de síntesis.
Por tanto, cuando la celda electroquímica se encuentra a una temperatura de entre 300 °C y 980 °C, y bajo unas condiciones constantes de composición y concentración de la corriente de entrada, tiene lugar el proceso catalítico de reformado sobre el contraelectrodo selectivo a este proceso. Adicionalmente, bajo la aplicación de corriente eléctrica ocurre la reacción de electrólisis con la consecuente producción de H2. Simultáneamente los iones O2" generados en la reacción electroquímica son transportados por el electrolito sólido conductor hasta el contraelectrodo que actúa como catalizador de la oxidación electrocatalítica de la corriente de entrada y del CO con la consecuente producción de gas de síntesis (H2/CO). Además parte del CO, puede ser oxidado a CO2 por oxidación electroquímica, lo que permite un control neto del ratio H2/CO del gas de síntesis producido al controlar la velocidad de cada uno de los procesos con la intensidad eléctrica. Es la intensidad de voltaje aplicada la que permite controlar la velocidad electroquímica de los procesos mencionados.
En el caso de que el conductor electrolito sólido sea un material conductor catiónico, por ejemplo conductor de iones sodio Na+ y potasio K+, en la presente invención éste comprende un electrodo catalizador selectivo a proceso de reformado de la corriente de entrada de la celda electroquímica y un contraelectrodo metálico. Esta configuración permite promocionar por vía electroquímica el proceso de reformado de la corriente de entrada, mediante el envío de iones promotores desde el material conductor catiónico al electrodo selectivo del proceso de reformado.
De este modo mediante el conocido fenómeno de promoción electroquímica de catalizadores heterogéneos o efecto NEMCA (del acrónimo inglés Non Faradaic Electrochemical Modification of Catalitic Activity), la presencia de los iones electro-positivos por ejemplo de iones Na+ y K+ en el electrodo catalizador favorece la quimisorción de moléculas electronegativas como es el agua frente al hidrocarburo o el alcohol que forman la corriente de entrada. En la presente invención, la adsorción controlable de la corriente de entrada se realiza mediante la variación del potencial eléctrico que varía el contenido de promotor enviado al electrodo catalizador permitiendo controlar el grado de descomposición de la corriente de entrada y el grado del proceso de reformado, con ello el ratio de H2/CO del gas de síntesis resultante obtenido.
En el caso de utilizar, en la presente invención un conductor electrolito sólido catiónico (conductor Na+ o K+), el ajuste final del ratio H2/CO se produce por el envío de promotores iónicos (Na+ o K+) mediante corriente eléctrica al electrodo catalizador que modifican la adsorción del agua en los centros activos y con ello la cinética del proceso catalítico. Esto ocurre bajo una concentración constante de la corriente de entrada y una temperatura específica de operación de la celda electroquímica.
Por tanto, las principales ventajas con respecto a las técnicas convencionales de reformado es, primeramente, que no es necesaria la incorporación de una corriente de 02 puro en la celda electroquímica ya que éste se produce in situ durante el proceso de electrólisis, evitándose de este modo etapas previas adicionales como por ejemplo la separación previa adicional de N2 del aire.
En la presente invención, además del gas de síntesis obtenido por reformado convencional catalítico en el catalizador electroquímico se produzcan procesos adicionales electrocatalíticos que permitan controlar el ratio H2/CO, es decir, en una única etapa se produce gas de síntesis de ratio H2/CO controlable.
Además, la celda electroquímica que se puede utilizar es sencilla, no requiere de complejas cámaras de separación de atmósferas. En la presente invención, el control del ratio H2/CO se lleva a cabo mediante una variación del voltaje aplicado a los electrodos que permite el control de los procesos electroquímicos. Las condiciones de operación son constantes, la síntesis se realiza a una temperatura constante y a una temperatura baja en comparación con las utilizadas en las técnicas convencionales.
La corriente de entrada no sólo se limita a hidrocarburos ligeros gaseosos húmedos, también se pueden utilizar corrientes gaseosas de alcoholes puras o humedecidas.
Por tanto, un primer aspecto de la invención se refiere a un procedimiento para producir gas de síntesis, de ratio H2/CO controlable, que comprende el paso de una corriente de entrada seleccionada de entre una corriente gaseosa de hidrocarburos ligeros y una corriente de vapor de agua, o una corriente gaseosa que contiene al menos un alcohol (C1 -C3) a una celda electroquímica que se encuentra a una temperatura de entre 300°C y 980°C, caracterizado porque dicha celda electroquímica contiene un conductor electrolito sólido iónico al que se le aplica un potencial de entre -3 y +3 voltios.
Por "celda electroquímica" se entiende en la presente invención un dispositivo capaz de transformar una corriente eléctrica en una reacción química de oxidación-reducción que no tiene lugar de modo espontáneo. La celda electroquímica también se refiere en la presente invención a un reactor electroquímico adecuado para su uso a nivel industrial en cualquier configuración conocida por cualquier experto en la materia, como por ejemplo, un reactor electroquímico con configuración tubular o de tipo monolítico.
Preferiblemente la corriente de entrada no contiene O2 puro.
Preferiblemente, la corriente de entrada está diluida en una corriente de gas inerte, donde el gas inerte se selecciona de la lista que comprende nitrógeno (N2), helio (He), neón (Ne), argón (Ar), kriptón (Kr) y xenón (Xe). Preferiblemente la corriente de gas inerte es de N2. La corriente de entrada se puede diluir hasta en un 98% en volumen en dicha corriente de gas inerte.
En una realización preferida, la celda electroquímica se encuentra a una temperatura de entre 500°C y 900°C.
En otra realización preferida, el potencial aplicado es de entre -2,5 y +2,5 voltios. Más preferiblemente, de entre -2 y +2 voltios.
Preferiblemente, en la presente invención los hidrocarburos ligeros gaseosos se seleccionan de la lista que comprende metano, etano, propano, butano, gas natural o cualquiera de sus combinaciones. En una realización más preferida el hidrocarburo ligero es una combinación de hidrocarburos ligeros que comprende al menos metano. En otra realización preferida, el hidrocarburo ligero es gas natural.
La proporción de hidrocarburo ligero y vapor de agua depende del hidrocarburo utilizado, por ejemplo, en el caso de que el hidrocarburo sea metano, la proporción preferida será de aproximadamente 1 :3.
Preferiblemente, en la presente invención el alcohol se selecciona de la lista que comprende metanol, etanol, propanol o cualquiera de sus combinaciones. Más preferiblemente, el alcohol es metanol o etanol.
En la presente invención, los alcoholes pueden ser bioalcoholes obtenidos por la acción de un microorganismo o por algún otro procedimiento biotecnológico. Por ejemplo, se pueden utilizar alcoholes procedentes de corrientes residuales de alcoholeras con elevada graduación, de hasta 90°C.
En otra realización preferida, al paso de la corriente gaseosa que contiene al menos un alcohol (C1-C3) además se añade una corriente de vapor de agua.
Las corrientes de entrada gaseosas de hidrocarburos o de alcohol y vapor de agua se pueden mezclar antes de pasar a la celda electroquímica o pueden pasar sin mezclarse previamente.
Preferiblemente las corrientes gaseosas de hidrocarburo o alcohol y la corriente de vapor de agua se mezclan antes de pasar a la celda electroquímica.
Por otro lado, en una realización preferida, el conductor electrolito sólido iónico es un conductor aniónico que conduce iones oxígeno (O2").
En otra realización preferida, el conductor aniónico comprende un electrolito sólido que se selecciona de entre óxido de zirconio, óxidos de titanio, óxido de itrio estabilizado con óxido de zirconio, óxido de zirconio estabilizado con calcio, perovskitas con conductividad mixta o cualquiera de sus combinaciones.
Además, preferiblemente, el conductor aniónico comprende al menos un electrodo selectivo a la electrólisis del agua y al menos un contraelectrodo selectivo a la reacción de reformado y al proceso de oxidación parcial de la corriente de entrada.
En otra realización preferida, el electrodo selectivo a la electrólisis del agua es de platino (Pt).
Preferiblemente, el contraelectrodo selectivo a la reacción de reformado de la corriente de entrada se selecciona de entre níquel (Ni), platino (Pt), paladio (Pd) o cualquiera de sus combinaciones.
En otra realización preferida, la celda electroquímica que contiene un conductor aniónico como el descrito anteriormente se encuentra a una temperatura de entre 700 y 900 °C cuando la corriente de entrada es una corriente gaseosa de hidrocarburos ligeros y una corriente de vapor de agua.
En otra realización preferida, la celda electroquímica que contiene un conductor aniónico como el descrito anteriormente se encuentra a una temperatura de entre 500 y 750 °C cuando la corriente de entrada es una corriente gaseosa que contiene al menos un alcohol (C1-C3).
Por otro lado, en otra realización preferida, el conductor electrolito sólido iónico es un conductor catiónico. La corriente de entrada en este caso también está formada por una corriente gaseosa de hidrocarburos ligeros y una corriente de vapor de agua, o una corriente gaseosa que contiene al menos un alcohol (d- C3). Sin embargo, en el caso de que se quiera utilizar el conductor electrolito iónico catiónico, la corriente gaseosa que contiene al menos un alcohol (C1-C3) debe contener también una corriente de vapor de agua.
Preferiblemente, el conductor catiónico conduce iones sodio Na+ o potasio K+.
En otra realización preferida, el electrolito catiónico se selecciona de entre Na- β-ΑΙ203, Κ-β-ΑΙ203, NASICON, LISICON o cualquiera de sus combinaciones. En otra realización preferida, el conductor catiónico además comprende al menos un electrodo metálico selectivo al proceso de reformado de la corriente de entrada y al menos un contraelectrodo metálico.
Preferiblemente, el electrodo metálico selectivo al proceso de reformado de la corriente de entrada es de platino (Pt).
Preferiblemente, el contraelectrodo metálico es de oro (Au).
En otra realización preferida, la celda electroquímica, que contiene un conductor catiónico como el descrito anteriormente, se encuentra a una temperatura de entre 700 y 900 °C cuando la corriente de entrada es una corriente gaseosa de hidrocarburos ligeros y una corriente de vapor de agua.
En otra realización preferida, la celda electroquímica, que contiene un conductor catiónico como el descrito anteriormente, se encuentra a una temperatura de entre 500 y 750 °C cuando la corriente de entrada es una corriente gaseosa que contiene al menos un alcohol (C1 -C3) y que añade una corriente de vapor de agua.
La fuente de voltaje utilizada para aplicar el voltaje mencionado anteriormente a la celda electroquímica puede ser una fuente convencional con procedencia de energía fósil o nuclear o una fuente renovable que utiliza por ejemplo, energías hidráulica, solar, eólica, geotérmica, marina y/o biomasa. Por lo que, por último, en una realización preferida, el procedimiento utiliza una fuente convencional o renovable para la aplicación del potencial. Más referiblemente, el procedimiento utiliza una fuente convencional.
A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y figuras se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
FIG. 1 . Representación de una celda electroquímica que utiliza un conductor electrolito sólido iónico, que puede ser tanto aniónico como catiónico.
FIG. 2. Representación esquemática de un conductor electrolito sólido que actúa como conductor aniónico que comprende un electrolito sólido aniónico, un electrodo selectivo a la electrólisis del agua y un contraelectrodo selectivo a la reacción de reformado y a la oxidación parcial de la corriente de entrada.
FIG. 3. Variación del ratio H2/CO en función del potencial aplicado para diferentes temperaturas de reacción. Condiciones: [CH4] = 1 %, [H20] = 3%, [N2] = 96%, F = 100 ml/min, con conductor aniónico.
FIG. 4. Gráfica dinámica donde se muestras los distintos ratios H2/CO obtenidos en función del potencial aplicado en un determinado periodo de tiempo
FIG. 5. Representación esquemática de un conductor electrolito sólido que actúa como conductor catiónico que comprende un electrolito sólido catiónico, un electrodo metálico selectivo al proceso de reformado de la corriente de entrada y un contraelectrodo metálico.
FIG. 6. Variación del ratio H2/CO en función del potencial aplicado para diferentes temperaturas de reacción. Condiciones: [CH ] = 1 %, [H20] = 3%, [N2] = 96%, F = 100 ml/min, con conductor catiónico. FIG. 7. Variación del ratio H2/CO en función del potencial aplicado para diferentes temperaturas de reacción. Condiciones: [CH3OH] = 0,7%, [H20] = 2%, [N2] = 97,3%, F = 100 ml/min, con conductor aniónico.
EJEMPLO
FIG. 1 . muestra la configuración de una celda electroquímica de laboratorio que utiliza conductores electrolitos sólidos iónicos, tanto aniónicos (9) como catiónicos (10). Esta celda consta de los siguientes elementos:
(1 ) Electrodo de trabajo
(2) Contraelectrodo
(3) Salida de gases
(4) Tapa metálica
(5) Serpentín de refrigeración
(6) Tubo de alúmina perforado
(7) Hilos de oro
(8) Tubo de cuarzo
(9) Conductor electrolito sólido aniónico
(10) Conductor electrolito sólido catiónico
(1 1 ) Entrada de gases
En la celda electroquímica que se muestra en FIG. 1 ., los conductores electrolitos sólidos aniónico (9) y catiónico (10) están dentro del tubo de cuarzo (8) que limita la zona donde se produce el gas de síntesis de ratio H2/CO controlado y los procesos adicionales electrocatalíticos en fase gaseosa. Este tubo de cuarzo (8) está cerrado por una tapa metálica (4) que acopla un tubo de alúmina perforado (6). El electrodo de trabajo (1 ) y el contraelectrodo (2) se conectan con los conductores electrolitos sólidos aniónico (9) o catiónico (10) a través de este tubo de alúmina perforado (6), el potencial se aplica a estos electrodos (1 ) y (2). Las distintas temperaturas que se alcanzan en la celda electroquímica se consiguen mediante el serpentín de refrigeración (5) acoplada a la tapa metálica (4) y mediante hilos de oro (7) que actúan como conductores térmicos y que se introducen dentro de la celda a través del tubo de alúmina. La corriente de entrada se introduce por la entrada de gases (1 1 ) y el gas de síntesis producido se recoge a través de la salida de gases (3).
Ejemplo 1 :
En este primer ejemplo, para producir gas de síntesis de ratio controlable se utilizó una celda electroquímica como la que se representa en FIG. 1 . que comprende un conductor electrolito sólido aniónico como el que se muestra en FIG. 2.
El conductor electrolito sólido aniónico representado en FIG. 2. consta de los siguientes elementos:
(12) Contraelectrodo selectivo al proceso de reformado y oxidación parcial de la corriente de entrada (por ejemplo CH4→ CH2, CO, C02) es platino (Pt)
(13) Electrodo de trabajo selectivo a la electrólisis del agua (H20 + 2e"→ H2) es platino (Pt)
(14) Electrolito sólido aniónico tipo YSZ (óxido de ytrio estabilizado con óxido de zirconio)
FIG. 2. muestra una representación esquemática de un conductor aniónico que comprende un electrolito sólido aniónico que actúa como conductor tipo YSZ de iones O2" y que además comprende un electrodo de trabajo selectivo a la electrólisis del agua (13) y un contraelectrodo selectivo a la reacción de reformado y oxidación parcial de la corriente de entrada (12).
Ambos electrodos son conectados a una fuente de alimentación que permite la aplicación de la intensidad eléctrica al sistema y que, por tanto, permite el control de la composición del gas de síntesis en condiciones fijas de operación (temperatura de operación de la celda electroquímica) y de reacción (composición y concentración de la corriente de entrada de la celda electroquímica).
El acoplamiento del proceso de electrólisis al proceso catalítico de reformado permite llevar a cabo la producción adicional de H2 así como la oxidación parcial del hidrocarburo (y por tanto el ajuste del ratio) sin necesidad de alimentar oxígeno puro al reactor electroquímico (evitando etapas previas de separación del mismo del aire). El 02 es generado in-situ en el propio proceso lo que permite la presencia de reacciones secundarias de oxidación total y parcial.
Para llevar a cabo la producción de gas de síntesis de ratio variable utilizando esta celda electroquímica y el electrolito sólido aniónico descrito, se introdujo una corriente de entrada compuesta por metano [CH4] = 1 %, vapor de agua [H20] = 3 % y nitrógeno como gas inerte [N2] = 96%, siendo el caudal de esta corriente de F = 100 ml/min.
En FIG. 3. se puede observar cómo se puede variar el ratio H2/CO obtenido en función del potencial y las diferentes temperaturas de reacción aplicadas. Esta figura demuestra que la variación del voltaje permite el control del ratio H2/CO. Los valores del ratio H2/CO obtenidos en esta celda electroquímica que comprende un conductor electrolito sólido aniónico oscilan de entre 1 ,5 y 1 1 para un rango de temperaturas de entre 750 °C y 800 °C.
Por otro lado FIG. 4. muestra los ratios de H2, CO y C02 frente al tiempo obtenidos usando la configuración de la celda electroquímica descrita en este ejemplo. La palabra OCP se refiere al estado de circuito abierto en el que se encuentra la celda electroquímica cuando no se aplica ningún potencial. Durante los periodos de tiempo durante los cuales la celda electroquímica está en circuito abierto, el ratio H2/CO se mantiene prácticamente constante. En los periodos de tiempo donde se aplica un potencial de 2,5 voltios se observa una respuesta inmediata, menor de 5 minutos, que se corresponde con el aumento drástico del ratio H2/CO en función del voltaje aplicado.
Ejemplo 2:
En este ejemplo se utiliza una celda electroquímica como la que se representa en FIG. 1 . con un conductor electrolito sólido catiónico como el que se muestra en FIG. 5. para producir gas de síntesis.
El electrolito sólido catiónico representado en la figura 5 consta de los siguientes elementos:
(15) Electrodo de trabajo de platino selectivo al proceso de reformado de la corriente de entrada (por ejemplo CH4 + H20→ H2, CO, C02)
(16) Contraelectrodo de Au
(17) Electrolito sólido catiónico tipo Na-P-AI203
FIG. 5. muestra una representación esquemática de un electrolito sólido catiónico (17) que actúa como conductor tipo Na-p-AI203 de iones Na+ y que comprende un electrodo selectivo al proceso de reformado de la corriente de entrada (15) y un contraelectrodo de Au (16).
Al igual que en el ejemplo 1 , los electrodos son conectados a una fuente de alimentación que permite la aplicación de la intensidad eléctrica al sistema y que, por tanto, permite el control de la composición del gas de síntesis en condiciones fijas de operación (temperatura de operación de la celda electroquímica) y de reacción (composición y concentración de la corriente de entrada de la celda electroquímica).
Para llevar a cabo la producción de gas de síntesis de ratio variable utilizando la celda electroquímica y el electrolito sólido aniónico descrito, se introdujo una corriente de entrada compuesta por metano [CH4] = 1 %, vapor de agua [H20]= 3% y nitrógeno como gas inerte [N2] = 96%, siendo el caudal de esta corriente de F = 100 ml/min.
El control de la cantidad de iones sodio Na+ promotores enviados al electrodo catalizador se lleva a cabo mediante la aplicación controlada de corriente eléctrica que permite controlar la adsorción de las especies que participan en el proceso catalítico y por ende el ratio del gas de síntesis producido.
En FIG. 6. se muestra la variación del ratio H2/CO en función del potencial aplicado para diferentes temperaturas de reacción a partir de una corriente humidificada de metano. Esta figura demuestra que la variación del voltaje permite el control del ratio H2/CO. Los valores del ratio H2/CO obtenidos en esta celda electroquímica que comprende un conductor electrolito sólido catiónico oscilan de entre valores de 6 y 30 para un rango de temperaturas de entre 450 °C y 550 °C.
Ejemplo 3:
En este ejemplo se utiliza una celda electroquímica como la que se representa en FIG. 1 . con el conductor electrolito sólido aniónico que se describe en el ejemplo 1 y se representa en FIG. 2 para producir gas de síntesis.
Para llevar a cabo la producción de gas de síntesis de ratio controlable utilizando esta celda electroquímica y el electrolito sólido aniónico descrito, se introdujo una corriente de entrada compuesta por metanol [CH3OH] = 0,7 %, vapor de agua [H20] = 2 % y nitrógeno como gas inerte [N2] = 97,3%, siendo el caudal de esta corriente de F = 100 ml/min.
En FIG. 7. se puede observar cómo se puede variar el ratio H2/CO obtenido en función del potencial y las diferentes temperaturas de reacción aplicadas. Esta figura demuestra que la variación del voltaje permite el control del ratio H2/CO. Los valores del ratio H2/CO obtenidos en esta celda electroquímica que comprende un conductor electrolito sólido aniónico oscilan de entre 2,4 y 9,13 para un rango de temperaturas de entre 500 °C y 600 °C. Los ejemplos 1 a 3 proporcionados a modo de ilustración no pretenden ser limitativos de la presente invención. Aunque se refieran a una celda electroquímica tamaño laboratorio, esta celda podría ser sustituida por configuraciones tubulares o configuraciones de tipo reactor monolítico (denominado en inglés Monolithic Electro-promoted reactor) a escala industrial.

Claims

REIVINDICACIONES
1 . Un procedimiento para producir gas de síntesis, de ratio H2/CO controlable, que comprende el paso de una corriente de entrada seleccionada de entre una corriente gaseosa de hidrocarburos ligeros y una corriente de vapor de agua, o una corriente gaseosa que contiene al menos un alcohol (C1 -C3) a una celda electroquímica que se encuentra a una temperatura de entre 300°C y 980°C, caracterizado porque dicha celda electroquímica contiene un conductor electrolito sólido iónico al que se le aplica un potencial de entre -3 y +3 voltios.
2. El procedimiento, según la reivindicación 1 , donde la corriente de entrada está diluida en una corriente de gas inerte seleccionado de la lista que comprende nitrógeno, helio, neón, argón, kriptón y xenón.
3. El procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, donde la celda electroquímica se encuentra a una temperatura de entre 500°C y 900°C.
4. El procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde el potencial aplicado es de entre -2,5 y +2,5 voltios.
5. El procedimiento, según la reivindicación 4, donde el potencial aplicado es de entre -2 y +2 voltios.
6. El procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde los hidrocarburos ligeros gaseosos se seleccionan de la lista que comprende metano, etano, propano, butano, gas natural o cualquiera de sus combinaciones.
7. El procedimiento, según la reivindicación 6, donde el hidrocarburo ligero es una combinación de hidrocarburos ligeros que comprende al menos metano o es gas natural.
8. El procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde el alcohol se selecciona de la lista que comprende metanol, etanol, propanol o cualquiera de sus combinaciones.
9. El procedimiento, según la reivindicación 8, donde el alcohol es metanol o etanol.
10. El procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, 8 o 9, donde al paso de la corriente gaseosa que contiene al menos un alcohol (C1 -C3) además se añade una corriente de vapor de agua.
1 1 . El procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, donde las corrientes gaseosas de hidrocarburo o alcohol y la corriente de vapor de agua se mezclan antes de pasar a la celda electroquímica.
12. El procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1 1 , donde el conductor electrolito sólido iónico es un conductor aniónico que conduce iones oxígeno.
13. El procedimiento, según la reivindicación 12, donde el conductor aniónico comprende un electrolito sólido que se selecciona de entre óxido de zirconio, óxidos de titanio, óxido de itrio estabilizado con óxido de zirconio, óxido de zirconio estabilizado con calcio, perovskitas con conductividad mixta o cualquiera de sus combinaciones.
14. El procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 12 o 13, donde el conductor aniónico comprende al menos un electrodo selectivo a la electrólisis del agua y al menos un contraelectrodo selectivo a la reacción de reformado y a la oxidación parcial de la corriente de entrada.
15. El procedimiento, según la reivindicación 14, donde el electrodo selectivo a la electrólisis del agua es de platino.
16. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 14 o 15, donde el contraelectrodo catalítico poroso selectivo a la reacción de reformado y la oxidación parcial de la corriente de entrada se selecciona de entre níquel, platino, paladio o cualquiera de sus combinaciones.
17. El procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16, donde la celda electroquímica se encuentra a una temperatura de entre 700 y 900 °C cuando la corriente de entrada es una corriente gaseosa de hidrocarburos ligeros y una corriente de vapor de agua.
18. El procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16, donde la celda electroquímica se encuentra a una temperatura de entre 500 y 750 °C cuando la corriente de entrada es una corriente gaseosa que contiene al menos un alcohol (C1 -C3).
19. El procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 10 o 1 1 , donde el conductor electrolito sólido iónico es un conductor catiónico.
20. El procedimiento, según la reivindicación 19, donde el conductor catiónico conduce iones sodio Na+ o potasio K+.
21 . El procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 19 o 20, donde el conductor catiónico comprende un electrolito sólido que se selecciona de entre Na-p-AI203, Κ-β-ΑΙ203, NASICON, LISICON o cualquiera de sus combinaciones.
22. El procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 19 a 21 , donde el conductor catiónico además comprende al menos un electrodo metálico selectivo al proceso de reformado de la corriente de entrada y al menos un contraelectrodo metálico.
23. El procedimiento, según la reivindicación 22, donde el electrodo metálico selectivo al proceso de reformado de la corriente de entrada es de platino.
24. El procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 22 o 23, donde el contraelectrodo metálico es de oro.
25. El procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 19 a 24, donde la celda electroquímica se encuentra a una temperatura de entre 700 y 900 °C cuando la corriente de entrada es una corriente gaseosa de hidrocarburos ligeros y una corriente de vapor de agua.
26. El procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 19 a 24, donde la celda electroquímica se encuentra a una temperatura de entre 500 y 750 °C cuando la corriente de entrada es una corriente gaseosa que contiene al menos un alcohol (C1 -C3) y una corriente de vapor de agua.
27. El procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 26, donde se utiliza una fuente convencional o renovable para la aplicación del potencial.
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