Conversion directe de CH4 et O2 aux produits chimiques à valeur ajoutée est important pour les industries du gaz naturel. Cependant, des défis demeurent en raison de la difficulté de O2 activation dans la formation d'espèces actives d'oxygène pour CH4 activation dans des conditions douces.
Récemment, un groupe de recherche dirigé par le professeur Deng Dehui, Assoc. Les professeurs Cui Xiaoju et Yu Liang de l'Institut de physique chimique de Dalian (DICP) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) ont réalisé la conversion électrochimique du CH4 par O2 à HCOOH à température ambiante. Cette étude a été publiée dans le Journal of the American Chemical Society. .
Les chercheurs ont développé une stratégie électro-Fenton à haute pression pour établir un processus hétéro-homogène de conversion électrocatalytique du CH4 par O2 à température ambiante. Ils ont révélé que CH4 a été efficacement activé par ·OH, qui a été produit via une électroréduction hétérogène de O2 à H2 O2 sur la cathode en feuille d'Ag, suivi d'un Fe 2+ homogène -facilité H2 O2 décomposition.
De plus, les chercheurs ont découvert que la pression élevée améliorait non seulement la productivité du H2 O2 de O2 électro-réduction mais a également augmenté la probabilité de collision de réaction entre CH4 et ·OH actif in situ généré à partir de Fe 2+ -décomposition facilitée de H2 O2 .
Par rapport au CH4 électrocatalytique traditionnel processus de conversion avec une surtension élevée (> 0,9 V) et un faible rendement faradique (<60 %), le procédé électro-Fenton à haute pression a atteint un rendement faradique HCOOH de 81,4 % avec une surtension cathodique ultra faible de 0,38 V. La productivité HCOOH était de 11,5 mmol h -1 gFe -1 , soit 220 fois celle de la pression ambiante.
"Ce travail offre une nouvelle voie de conversion économe en énergie et durable du CH4 en utilisant directement O2 dans des conditions douces", a déclaré le professeur Deng.
Plus d'informations : Yao Song et al, Conduite électro-Fenton à haute pression CH4 Conversion par O2 à température ambiante, Journal of the American Chemical Society (2024). DOI : 10.1021/jacs.3c10825
Informations sur le journal : Journal de l'American Chemical Society
Fourni par l'Académie chinoise des sciences
