Разработан устойчивый к коксованию катализатор риформинга метана

Сотрудники Даляньского института химической физики (ДИХФ) Китайской академии наук разработали полностью устойчивый к коксованию никелевый одноатомный катализатор (ОАК) для сухого риформинга метана.

СРМ – процесс превращения метана и диоксида углерода в сингаз, сообщает eurekalert.org. Технология помогает снижать концентрацию парниковых газов, одновременно повышая чистоту использования ископаемого топлива.

Никелевые катализаторы – перспективный триггер риформинга, благодаря низкой стоимости и изначально высокой активности. Но на практике они быстро выходят из строя за счет отложений углерода (коксования). Это затрудняет коммерческое использование.

Команда ученых ДИХФ разработала полностью устойчивый к коксованию материал. Одноатомный никелевый катализатор описан в Nature Communications.

Сначала специалисты изготовили Ni ОАК на гидроксиапатите (ГАП). Опыты показали, что этот материал, как и никелевый нанокатализатор, быстро деактивируется при высокотемпературном сухом риформинге. Но анализ продемонстрировал отличия процессов.

Нанокатализатор выходил из строя за счет коксования. Активность никелевого ОАК падала из-за спекания атомов, без отложений углерода. Результаты показали, что можно получить стабильные, устойчивые к коксованию катализаторы, если удастся зафиксировать их компоненты в процессе реакции.

Для этих целей команда легировала ГАП церием. Он удержал атомы никеля на месте за счет сильного взаимодействия металлов. Катализатор сохранял стабильность во время реакции без образования кокса.

Опыты показали полный иммунитет к отложению углерода. Авторы, выяснили, что его обеспечивает уникальная способность избирательно активировать первую связь С-Н в метане.