Khí mê-tan là loại khí nhà kính có nhiều nhất nhất trong bầu khí quyển của Trái đất

Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã cố gắng để phát triển các cách thức không tốn kém để sử dụng khí mê-tan, thành phần chính của khí tự nhiên mà không tạo ra carbon dioxide, loại khí nhà kính có nhiều nhất nhất trong bầu khí quyển của Trái đất. Một trong số các giải pháp khả thi là cải tạo khô. Cải tạo khô có khả năng chuyển đổi cả khí mê-tan và carbon dioxide thành nguyên liệu hóa học có thể được sử dụng để sản xuất hoặc chế biến các sản phẩm khác. 

Để quá trình cải tạo khô trở nên khả thi về mặt thương mại, cần có các chất xúc tác mới và cải tiến hơn. Chất xúc tác mới mà các nhà khoa học tạo ra dựa trên niken có tiềm năng vượt qua những thách thức nói trên. 

Theo Tiến sĩ Mark Swihart, khoa Kỹ thuật Hóa học và Sinh học thuộc trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng UB - tác giả chính của nghiên cứu cho biết: Sự chuyển hóa khô của mê-tan không khả thi về mặt thương mại bằng cách sử dụng các chất xúc tác dựa trên niken hiện có, chúng ngừng hoạt động bởi vì các hạt hoạt động xúc tác của chúng bị bao phủ bởi cặn cacbon (luyện cốc) hoặc kết hợp thành các hạt lớn hơn, kém hoạt động hơn (thiêu kết). Các chất xúc tác hứa hẹn nhất cũng đòi hỏi quy trình sản xuất phức tạp. Để khắc phục vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã phát triển quy trình sol khí một bước để chế tạo chất xúc tác hiệu suất cao và chi phí thấp. Quá trình này dựa trên một lò phản ứng ngọn lửa độc đáo được phát triển trong phòng thí nghiệm. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng lò phản ứng để tạo ra các hạt hình cầu nhỏ gọi là vỏ nano chống lại cả quá trình luyện cốc và thiêu kết.

Kết quả nghiên cứu về xúc tác hóa học, trong suốt 500 giờ, các chất xúc tác vẫn hoạt động hiệu quả, chuyển đổi 98% mê-tan thành khí tổng hợp, là hỗn hợp của hydro và carbon monoxide sau đó có thể được sử dụng để sản xuất nhiều loại sản phẩm hóa học. Điều đó mở ra con đường mới không chỉ giúp cải tiến chất xúc tác cho quá trình chuyển hóa khô của mê-tan, mà còn cho nhiều phản ứng có lợi về mặt kinh tế và môi trường khác.