天然氣和二氧化碳通過重整反應轉化為合成氣, 再經費托反應再進一步轉化為各種重要化學品, 不僅可以達到天然氣高效利用的目的, 還可有效減少溫室氣體排放. 但傳統重整反應中的一氧化碳歧化反應和甲烷熱裂解容易產生積碳, 高溫下催化劑燒結/團聚的問題也會導致乾重整性能的衰減.
近日, 中國科學院福建物質結構研究所功能納米結構設計與組裝院重點實驗室謝奎課題組通過固體氧化物電解池將二氧化碳電解(CO 2+2e-=CO+O 2-)和甲烷氧化(CH 4+O2-=CO+2H2+2e-)兩個氣相電化學轉化過程結合, 實現了電催化甲烷/二氧化碳制合成氣, 並明確了CH 4/CO 2的重整機制. 該研究通過原位調控陶瓷電極維納尺度金屬/氧化物界面結構與組分, 獲得了複合體系對CH 4/CO 2氣氛的抗積碳性能和高溫穩定性, 電化學重整CH 4/CO 2制合成氣的原子效率和電流效率高達100%.
相關研究成果發表在Science Advances上. 該研究得到了國家基金重大研究計劃 (碳基能源轉化利用的催化科學) , 福建省創業創新人才 '百人計劃' 等的資助.
