Pesquisadores realizam conversão eletroquímica de metano e O₂ em HCOOH à temperatura ambiente
Pesquisadores realizam conversão eletroquímica de CH4 e O2 para HCOOH à temperatura ambiente. Crédito:Journal of the American Chemical Society Conversão direta de CH
4 e O
2 aos produtos químicos de valor agregado é importante para as indústrias de gás natural. No entanto, os desafios permanecem devido à dificuldade de O
2 ativação na formação de espécies ativas de oxigênio para CH
4 ativação sob condições brandas.
Recentemente, um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Deng Dehui, Assoc. O professor Cui Xiaoju e Yu Liang do Instituto de Física Química de Dalian (DICP) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) realizaram a conversão eletroquímica de CH4 por O2 para HCOOH à temperatura ambiente. Este estudo foi publicado no Journal of the American Chemical Society .
Os pesquisadores desenvolveram uma estratégia eletro-Fenton de alta pressão para estabelecer um processo heterogêneo para conversão eletrocatalítica de CH4 por O2 à temperatura ambiente. Eles revelaram que CH4 foi eficientemente ativado por ·OH, que foi produzido através de uma eletrorredução heterogênea de O2 para H2 O2 no cátodo da folha Ag, seguido por um Fe
2+
homogêneo -facilitado H2 O2 decomposição.
Além disso, os pesquisadores descobriram que a pressão elevada não só melhorou a produtividade do H2 O2 de O2 eletro-redução, mas também aumentou a probabilidade de colisão da reação entre CH4 e ·OH ativo in-situ gerado a partir de Fe
2+
-decomposição facilitada de H2 O2 .
Comparado com o CH eletrocatalítico tradicional4 processo de conversão com alto sobrepotencial (> 0,9 V) e baixa eficiência Faradaica (<60%), o processo eletro-Fenton de alta pressão alcançou uma eficiência HCOOH Faradaica de 81,4% com um sobrepotencial catódico ultrabaixo de 0,38 V. A produtividade do HCOOH foi de 11,5 mmol h
-1
gFe
-1
, que era 220 vezes maior que a pressão ambiente.
"Este trabalho fornece uma nova maneira de conversão energeticamente eficiente e sustentável de CH4 usando diretamente O2 sob condições amenas", disse o Prof. Deng.
