Karbondioksit yakalama ve metanın kuru reformasyonu reaksiyonu ile kullanımında metal ve promotör etkisi

Katalitik süreçler aracılığıyla entegre CO2 yakalama ve kullanım (ICCU), sera gazı emisyonlarının azaltılması ve net-sıfır hedeflerinin desteklenmesi için umut verici bir yaklaşımdır. Bu yöntemlerden biri olan metanın kuru reformlanma reaksiyonu (DRM), CO2 ve CH4'ü sentez gazına (H2/CO ≈ 1) dönüştürerek Fischer-Tropsch sentezi gibi süreçler için değerli bir hammadde sağlar. Bu çalışmada, DRM ve ICC-DRM koşullarındaki performans ve moleküler etkileşimlerini değerlendirmek amacıyla CeOx ve FeOx ile katkılanmış hidroksiapatit (HAP) destekli Rh katalizörleri geliştirilmiştir. 0.2RhCeHAP katalizörü, 700oC'de 22 saat boyunca üstün aktivite ve kararlılık sergileyerek Fe içeren katalizörü geride bırakmıştır. In-situ FTIR ve XPS analizleri, Rh-Ce etkileşimlerinin köprüleyici oksijen türleri (Rδ+-O-Ce2-x) oluşturduğunu, bunun da metalik Rh'un kararlılığını artırarak CO2 aktivasyonunu kolaylaştırdığını göstermiştir. Buna karşılık, Fe içeren katalizörde yüzeyde FePO4 oluşumu, aktif merkezlerin kapanmasını ve Rh'un indirgenmesini engelleyerek hızlı deaktivasyona yol açmıştır. Katalizörlerin CaO ile fiziksel olarak karıştırılmasıyla çift fonksiyonlu malzemeler (DFM'ler) elde edilmiş ve bu sistemler sayesinde CO2'nin verimli biçimde yakalanması ve yerinde dönüştürülmesi sağlanmıştır. Döngüsel ICC-DRM testleri uzun dönem kararlılığı doğrulamış ve RhCeHAP tabanlı DFM'ler entegre CO2 yakalama ve kullanım için umut verici adaylar olarak öne çıkmıştır.