L'éthylène est une matière première pétrochimique importante. Sa production est un symbole de la capacité et du niveau de production pétrochimique d'un pays. En raison de l'oxydation et de la déshydrogénation de l'éthane, il est difficile de contrôler le degré d'oxydation, et les réactions secondaires rendent la plupart du temps l'éthylène moins sélectif.

Dans une étude publiée dans ACS Catalysis, un groupe de recherche dirigé par le professeur XIE Kui du Fujian Institute of Research on the Structure of Matter (FJIRSM) de l'Académie chinoise des sciences a signalé un système couplé dans lequel un nouveau processus de déshydrogénation non oxydée de l'éthane en éthylène a été réalisé dans le proton cellule électrolytique à oxyde solide conducteur.

Les chercheurs ont découvert que l'éthane était électrocatalysé en éthylène et en protons (C 2 H 6 → C 2 H 4 + 2H ⁺ + 2e ^- ) à l'anode, et les protons ont été "extraits" par électrolyte à la cathode pour former de l'hydrogène (2H ⁺ + 2e ^- → H 2 ). Quand le CO 2 et le proton réagissent à la cathode, COCO 2 + 2H ⁺ + 2e ^- → CO + H 2 O) est généré. CO 2 est réduit en carburant CO, et la surtension entre les deux électrodes est réduite, ainsi l'efficacité de déshydrogénation de l'éthane est grandement améliorée.

L'« extraction » électrochimique des protons permet une déshydrogénation non oxydante efficace de l'éthane en éthylène. A pression atmosphérique, 700℃ et 0,8 V, le taux de conversion de l'éthane est jusqu'à 75,2%, la sélectivité de l'éthylène est ～ 100 %, et la performance de 100 heures de fonctionnement n'est pas atténuante.

Outre, les résultats expérimentaux et théoriques ont révélé qu'en dopant Nb 1.33 (Ti 0,8 Mn 0,2 ) 0.67O4-δ (NTMO) et rivetage du nanomètre de croissance Ni X Cu1 -X alliage en surface in situ, et le système d'interface métal-oxyde a été construit pour améliorer l'activité électrocatalytique et la résistance au dépôt de carbone de la conversion de l'éthane.

Ce nouveau procédé électrocatalytique a réalisé non seulement la déshydrogénation sans oxydation de l'éthane en éthylène, mais aussi la réduction et l'utilisation à haute valeur du CO 2 , qui a un potentiel de développement économique et durable. Cette étude fournit une méthode électrochimique efficace et fiable pour la conversion de C 2 H 6 , et ouvre une nouvelle voie pour la conversion d'autres alcanes.