Photothermocatalytic Dry Reforming of Methane for Efficient CO2 Reduction and Solar Energy Storage

太阳能燃料 光催化 催化作用 焦炭 甲烷 纳米颗粒 人工光合作用 氧化物 材料科学 二氧化碳重整 贵金属 纳米技术 化学工程 合成气 太阳能 化学 有机化学 冶金 工程类 生物 生态学
作者
Shaowen Wu,Yuanzhi Li,Qianqian Hu,Jichun Wu,Qian Zhang
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:9 (35): 11635-11651 被引量:43
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.1c03692
摘要

Energy shortage and global warming owing to greenhouse gas (CO2) discharge in enormous quantities are two major global strategic issues. Photocatalytic solar fuel production (e.g., CO2 reduction, H2O splitting, etc.) by utilizing inexhaustible solar energy is very appealing and promising for addressing the two issues. Low light-to-fuel efficiencies (η) and fuel production rates (rfuel) are the impassable challenges in the view of the photocatalytic principle. Therefore, it is imperative and a great challenge to develop a new strategy of significantly increasing η and rfuel. Recently, a novel strategy of photothermocatalytic dry reforming of methane (DRM, CO2 + CH4 = 2CO + 2H2, ΔH298 = 247 kJ mol–1) has been reported. By the strategy, very high η and rfuel values have been simultaneously achieved merely using focused illumination based on nanostructured group VIII metal catalysts. The photothermocatalytic DRM abides by a mechanism of light-driven thermocatalysis. A novel photoactivation, quite different from conventional photocatalysis on semiconductor photocatalysts, is found to considerably promote light-driven thermocatalysis. In this Perspective, the light-driven thermocatalytic DRM mechanism, light-to-fuel conversion, and the photoactivation will be discussed. The major challenge for the photothermocatalytic DRM is the quick deactivation of the catalysts (especially nonprecious group VIII metal catalysts) due to thermodynamically inevitable side reactions of coke formation accompanying DRM. The strategies of kinetically inhibiting coke formation by designing nonprecious group VIII metal catalysts such as the surface modification of Ni nanoparticles by oxide clusters, loading Ni or Co nanoparticles on oxides with active oxygen, forming NiCo alloy nanoparticles, forming a CO2 molecular fence around Ni nanoparticles, and so on, will be discussed.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
molihuakai的应助被别说了采纳,获得10
1秒前
上官若男的应助被煜宁HY采纳,获得10
1秒前
小二郎的应助被暮雪采纳,获得10
1秒前
砺行发布了新的文献求助100
1秒前
健忘雨完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
科研通AI6.2的应助被Vicker采纳,获得10
4秒前
4秒前
科研通AI2S的应助被橙神采纳,获得10
5秒前
阿林琳琳发布了新的文献求助10
6秒前
万能图书馆的应助被小猪采纳,获得10
6秒前
Ava的应助被傻子与白痴采纳,获得10
6秒前
8秒前
顾矜的应助被miluan采纳,获得30
8秒前
9秒前
9秒前
lee完成签到,获得积分0
10秒前
科研通AI6.4的应助被无私云朵采纳,获得10
10秒前
11秒前
12秒前
霸气的思柔完成签到,获得积分10
13秒前
wang1231的应助被要减肥的婷冉采纳,获得10
13秒前
14秒前
14秒前
煜宁HY发布了新的文献求助10
15秒前
HJJHJH发布了新的文献求助10
15秒前
molihuakai的应助被studyxxx采纳,获得30
16秒前
zcf发布了新的文献求助10
17秒前
Domenico的应助被科研通管家采纳,获得10
18秒前
18秒前
一碗云吞面完成签到,获得积分10
18秒前
Hello的应助被科研通管家采纳,获得10
18秒前
Domenico的应助被科研通管家采纳,获得10
18秒前
上官若男的应助被科研通管家采纳,获得30
18秒前
无花果的应助被科研通管家采纳,获得10
18秒前
1qaz2wsx的应助被科研通管家采纳,获得20
18秒前
18秒前
19秒前
爆米花的应助被科研通管家采纳,获得10
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Management and the Arts 510
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 400
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 7: R–S 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 1: A–B 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7818858
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9346918
关于积分的说明 20538159
捐赠科研通 7411360
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3332113
关于科研通互助平台的介绍 2478266
邀请新用户注册赠送积分活动 2351849