Nanopartikel-Katalysatoren für die Methanol-Dampfreformierung und die trockene Methanreformierung
Die Methanol-Dampfreformierung (MSR) ist eine effiziente und relativ saubere Methode zur Herstellung von Wasserstoff. Methanol ist bei Raumtemperatur flüssig und lässt sich daher im Vergleich zu anderen Wasserstoffquellen wie Erdgas leichter lagern und transportieren. Die Methanol-Dampfreformierung bietet eine kompakte, ertragreiche Möglichkeit zur Erzeugung von Wasserstoff, bei der im Vergleich zu herkömmlichen, auf fossilen Brennstoffen basierenden Methoden weniger schädliche Emissionen entstehen. Dies macht sie zu einem vielversprechenden Weg für nachhaltige Energielösungen, insbesondere in Anwendungen wie Brennstoffzellen, tragbare Stromerzeugung und Speicherung erneuerbarer Energien.

Die trockene Reformierung von Methan (DRM) bietet eine nachhaltige Möglichkeit, Methan in wertvolle Produkte wie Synthesegas umzuwandeln. DRM verwendet Kohlendioxid als Reaktionspartner und ist damit eine potenzielle Lösung sowohl für die Methannutzung als auch für die CO2-Minderung. Durch die Umwandlung dieser beiden Treibhausgase in nützliche Chemikalien kann DRM nicht nur dazu beitragen, den CO2-Gehalt in der Atmosphäre zu senken, sondern auch zur Produktion von Wasserstoff, der für saubere Energieanwendungen unerlässlich ist. Dieser Prozess könnte eine wichtige Rolle bei der Verwirklichung einer nachhaltigeren und kreislauforientierten Kohlenstoffwirtschaft spielen.
Wir untersuchen neuartige Nanopartikel-Katalysatoren für MSR und DRM mithilfe der Transmissionselektronenmikroskopie und liefern wertvolle Erkenntnisse über ihre Leistung. Wir untersuchen auch ihr dynamisches Verhalten und die strukturellen Veränderungen der Katalysatoren unter Reaktionsbedingungen. Durch die Beobachtung der Nanopartikel in Echtzeit können wir ihre Morphologie, Dispersion und Oberflächenwechselwirkungen während der katalytischen Prozesse verfolgen. Dies ermöglicht ein besseres Verständnis der Katalysatordeaktivierung, des Sinterns und der Bildung aktiver Zentren, die für die Optimierung der Leistung und die Verbesserung der Effizienz von Reaktionen von entscheidender Bedeutung sind.
Weitere Information:
Divins, N. J.; Kordus, D.; Timoshenko, J.; Sinev, I.; Zegkinoglou, I.; Bergmann, A.; Chee, S. W.; Widrinna, S.; Karslıoğlu, O.; Mistry, H.; Lopez Luna, M.; Zhong, J. Q.; Hoffman, A. S.; Boubnov, A.; Boscoboinik, J. A.; Heggen, M.; Dunin-Borkowski, R. E.; Bare, S. R.; Cuenya, B. R. Operando High-Pressure Investigation of Size-Controlled CuZn Catalysts for the Methanol Synthesis Reaction. Nature Commun 2021, 12 (1), 1435. https://doi.org/10.1038/s41467-021-21604-7.
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