p Reforma a seco de metano (DRM) é o processo de conversão de metano (CH ₄ ) e dióxido de carbono (CO ₂ ) em gás de síntese (gás de síntese). Desde CO ₂ e CH ₄ são os dois gases de efeito estufa atmosféricos (GEEs) mais importantes, bem como fontes de carbono abundantes e de baixo custo, O DRM tem o potencial de mitigar o aumento das emissões de GEE e, simultaneamente, realizar uma utilização limpa (er) de combustível fóssil. p Os catalisadores de níquel são os candidatos mais promissores para DRM devido ao seu baixo custo e alta atividade inicial. Contudo, a desativação do catalisador in situ, causada principalmente pela deposição de carbono (coque), tem dificultado seu uso comercial.

p Cientistas do Instituto de Física Química de Dalian (DICP) da Academia Chinesa de Ciências desenvolveram agora um catalisador de átomo único (SAC) baseado em níquel totalmente resistente ao coque. Suas descobertas foram publicadas em Nature Communications .

p Os pesquisadores primeiro desenvolveram um Ni SAC com suporte de hidroxiapatita (HAP), estudou seu desempenho de DRM, e descobriram que tanto o Ni SAC com suporte de HAP quanto o nanocatalisador de Ni desativaram rapidamente durante o DRM de alta temperatura.

p Contudo, a caracterização das amostras utilizadas revelou que os mecanismos de desativação eram totalmente diferentes:desativação do nanocatalisador originado com o coque, enquanto a desativação do Ni SAC resultou da sinterização de átomos únicos de Ni sem qualquer formação de coque. Estes resultados implicaram que Ni SAC altamente estável e resistente ao coque poderia ser obtido se átomos individuais de Ni fossem efetivamente estabilizados na reação.

p Os cientistas então doparam HAP com cério para estabilizar átomos únicos de Ni por meio de uma forte interação metal-suporte. O Ni SAC suportado por HAP-Ce resultante era altamente estável após a reação, sem qualquer formação de coque.

p Outros estudos revelaram que o Ni SAC é intrinsecamente resistente ao coque. Em outras palavras, nenhum coque foi formado durante a reação (em contraste com o coque sendo formado e depois removido). A resistência ao coque do Ni SAC deriva da capacidade única do catalisador para ativação seletiva da primeira ligação C-H em CH ₄ .