광열 건식 메탄 개질은 합성가스 생산을 위한 유망한 방법으로, 일반적으로 산화물 소재를 사용하며 격자 산소에 의해 매개됩니다. 하지만 산소 방출 및 보충 루프의 균형에 의해 제한됩니다. 본 연구에서는 N-Ni/NiCo@C 촉매에서 격자 산소가 없는 메탄 활성화 경로를 제시합니다. CO2로부터 방출되는 반응성 산소 종(O*/OH*)의 직접 참여는 효과적인 CH4 활성화를 촉진하고 산소 친화적인 NiCo 부위에서의 코크스 침착을 제거합니다. 대조 실험과 밀도 범함수 이론 계산은 C-N-Ni 구조 형성이 촉매 성능 향상에 필수적임을 보여줍니다. 이는 NiCo 나노입자와 탄소층 간의 전자 상호작용을 강화하여 CH4 탈수소화와 CH* 산화의 원소 단계들을 촉진하고 금속 산화를 방지함으로써 달성됩니다. 최적 촉매는 52%의 높은 광-화학 에너지 효율을 나타내며, 540 °C의 온화한 조건에서 200시간 연속 작동 동안 안정성을 유지합니다. 본 연구는 격자 산소를 우회함으로써 매우 효율적이고 안정적인 광열 메탄 건식 개질이 가능함을 입증합니다.
Pan 등(목,)이 이 질문을 연구하였습니다.