A estrutura molecular do metano (à esquerda) e a ilustração esquemática de um diagrama de energia para a ativação do metano em baixa temperatura em sistemas de reação envolvidos na eletro e fotoativação (à direita). Crédito:MENG Xianguang
A conversão direta de metano abundante na Terra em produtos químicos de valor agregado sob condições amenas é uma tecnologia atraente em resposta à crescente demanda industrial por matérias-primas e ao apelo mundial de conservação de energia. Explorar os catalisadores de ativação C-H avançados de baixa temperatura e os sistemas de reação é a chave para converter o metano de maneira direta e moderada.
Recentemente, um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. DENG Dehui do Instituto de Física Química de Dalian (DICP) da Academia Chinesa de Ciências revisou os mais recentes progressos na conversão de metano em baixa temperatura em termocatalítico, eletrocatalítico, e sistemas fotocatalíticos. O estudo foi publicado em Chem .
"Resumimos os catalisadores típicos empregados em vários sistemas de reação, especialmente os catalisadores heterogêneos com desempenho notável de ativação C-H, "disse o Prof. DENG.
"Os pontos de vista sobre o design do catalisador, simulações teóricas, escolha das condições de reação, e o método de análise do produto de reação foram introduzidos para encorajar uma tecnologia mais viável para a conversão de metano em baixa temperatura no futuro, "disse o Prof. DENG.
Os pesquisadores também apontaram a importância de acoplar várias forças motrizes térmicas, energia elétrica e solar para ativar conjuntamente o metano, integrando as vantagens dessas vias de ativação em um sistema de reação.
O grupo do Prof. DENG tem se concentrado no desenvolvimento de catalisadores 2-D baseados em materiais e suas aplicações na conversão catalítica de moléculas relacionadas à energia ( Nature Nanotechnology , 2016, 11, 218-230; Avaliações Químicas , 2019, 119, 1806-1854).
Já em 2015, Prof. DENG e Prof. BAO Xinghe, et al. relataram a capacidade de locais de ferro simples confinados com grafeno para a oxidação catalítica de hidrocarbonetos complicados à temperatura ambiente ( Avanços da Ciência , 2015, 1, e1500462).
O progresso recente notável do grupo inclui a descoberta de que átomos de ferro simples confinados em grafeno podem até catalisar a conversão de metano à temperatura ambiente ( Chem , 2018, 4, 1902-1910).
Estes resultados demonstram perspectivas brilhantes para catalisadores baseados em 2-D na aplicação de ativação de C-H e outros processos catalíticos úteis.
