La conversion directe de méthane abondant sur Terre en produits chimiques à valeur ajoutée dans des conditions douces est une technologie attrayante en réponse à la demande industrielle croissante de matières premières et à l'attrait mondial de la conservation de l'énergie. L'exploration de catalyseurs d'activation C-H à basse température et de systèmes de réaction avancés est la clé pour convertir le méthane de manière directe et douce.

Récemment, un groupe de recherche dirigé par le professeur DENG Dehui de l'Institut de physique chimique de Dalian (DICP) de l'Académie chinoise des sciences a examiné les derniers progrès de la conversion du méthane à basse température en thermocatalytique, électrocatalytique, et les systèmes photocatalytiques. L'étude a été publiée dans Chimie .

"Nous avons résumé les catalyseurs typiques utilisés dans divers systèmes de réaction, notamment les catalyseurs hétérogènes aux performances d'activation C-H remarquables, " a déclaré le professeur DENG.

"Les points de vue sur la conception du catalyseur, simulations théoriques, choix des conditions de réaction, et la méthode d'analyse des produits de réaction ont été introduites pour encourager une technologie plus viable pour la conversion du méthane à basse température à l'avenir, " a déclaré le professeur DENG.

Les chercheurs ont également souligné l'importance de coupler plusieurs forces motrices thermiques, l'énergie électrique et solaire pour activer conjointement le méthane en intégrant les avantages de ces voies d'activation dans un système de réaction.

Le groupe du professeur DENG s'est concentré sur le développement de catalyseurs à base de matériaux 2D et leurs applications dans la conversion catalytique de molécules liées à l'énergie ( Nature Nanotechnologie , 2016, 11, 218-230 ; Avis sur les produits chimiques , 2019, 119, 1806-1854).

Dès 2015, Pr DENG et Pr BAO Xinghe, et al. ont rapporté la capacité de sites de fer uniques confinés au graphène pour l'oxydation catalytique d'hydrocarbures complexes à température ambiante ( Avancées scientifiques , 2015, 1, e1500462).

Les progrès récents notables du groupe incluent la découverte que des atomes de fer uniques confinés au graphène pourraient même catalyser la conversion du méthane à température ambiante ( Chimie , 2018, 4, 1902-1910).

Ces résultats démontrent de belles perspectives pour les catalyseurs à base de 2-D dans l'application de l'activation C-H et d'autres processus catalytiques utiles.