La conversione diretta del metano in abbondanza sulla Terra in sostanze chimiche a valore aggiunto in condizioni blande è una tecnologia interessante in risposta alla crescente domanda industriale di materie prime e all'interesse mondiale del risparmio energetico. L'esplorazione di catalizzatori di attivazione C-H avanzati e sistemi di reazione a bassa temperatura è la chiave per convertire il metano in modo diretto e delicato.

Recentemente, un gruppo di ricerca guidato dal Prof. DENG Dehui del Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) dell'Accademia cinese delle scienze ha esaminato gli ultimi progressi nella conversione del metano a bassa temperatura in termocatalitici, elettrocatalitico, e sistemi fotocatalitici. Lo studio è stato pubblicato su chimica .

"Abbiamo riassunto i catalizzatori tipici impiegati in vari sistemi di reazione, in particolare i catalizzatori eterogenei con prestazioni di attivazione C-H degne di nota, " ha detto il Prof. DENG.

"I punti di vista sulla progettazione del catalizzatore, simulazioni teoriche, scelta delle condizioni di reazione, e il metodo di analisi del prodotto di reazione sono stati introdotti per incoraggiare in futuro una tecnologia più praticabile per la conversione del metano a bassa temperatura, " ha detto il Prof. DENG.

I ricercatori hanno anche sottolineato l'importanza di accoppiare più forze motrici da termiche, energia elettrica e solare per attivare congiuntamente il metano integrando i vantaggi di questi percorsi di attivazione in un unico sistema di reazione.

Il gruppo del Prof. DENG si è concentrato sullo sviluppo di catalizzatori a base di materiali 2-D e sulle loro applicazioni nella conversione catalitica di molecole legate all'energia ( Nanotecnologia della natura , 2016, 11, 218-230; Recensioni chimiche , 2019, 119, 1806-1854).

Già nel 2015, Prof. DENG e Prof. BAO Xinghe, et al. hanno riportato la capacità dei singoli siti di ferro confinati nel grafene per l'ossidazione catalitica di idrocarburi complicati a temperatura ambiente ( Progressi scientifici , 2015, 1, e1500462).

I notevoli progressi recenti del gruppo includono la scoperta che singoli atomi di ferro confinati con grafene potrebbero persino catalizzare la conversione del metano a temperatura ambiente ( chimica , 2018, 4, 1902-1910).

Questi risultati dimostrano brillanti prospettive per i catalizzatori basati su 2-D nell'applicazione dell'attivazione di CH e altri processi catalitici utili.