Ilt-tomgangsmedieret katalyse øger direkte metanering af biomasse

Biomethan (CH ₄ ) kan bruges som råmateriale til moderne kemisk industri eller brændes direkte som brændstof.

I øjeblikket, CH ₄ produceres hovedsageligt via en flertrinsproces, hvor biomasse først forgasses til biogas, efterfulgt af metanering af sidstnævnte. Denne metode kræver høj temperatur og tryk og viser lav selektivitet for kemiske eller biologiske processer.

For nylig, en forskergruppe ledet af prof. Wang Feng fra Dalian Institute of Chemical Physics ved det kinesiske videnskabsakademi, i samarbejde med prof. Wang Mins gruppe fra Dalian University of Technology, foreslået grænseflade oxygen-vacancy (Vo)-medieret katalyse over Ru/TiO ₂ til direkte metanering af lignocelluloseholdig biomasse ved temperaturer under 200°C og med en selektivitet over 95%.

Resultaterne blev offentliggjort i Joule den 27. juli.

"Vi foreslog den Vo-medierede katalyseproces for at koble oxidationen af ​​biomasse til CO ₂ med hydrogenering af CO ₂ ind i CH ₄ , fører til direkte metanering af biomasse under milde forhold, " sagde prof. WANG Min.

Forskerne fandt ud af, at biomassesubstratmolekylet blev oxideret af gitterilten fra Ru/P25 til CO ₂ , og Vo dannet på Ru/P25. Efterfølgende de dissocierede oxygenatomer afledt af CO ₂ kunne genoprette Vo under CO ₂ hydrogeneringsproces.

I øvrigt, de fandt ud af, at den Vo-medierede katalyseproces stabilt kunne katalysere produktionen af ​​CH ₄ fra vandig glycerol ved temperaturer så lave som 120 °C og med en selektivitet over 99 %.

"Denne direkte metaniseringsproces er enklere og mere effektiv end den traditionelle to-trins proces med biogasproduktion og metanering, " sagde prof. Wang Feng. "Det åbner op for en ny rute for udnyttelse af biomasseressourcer."