journal article·2019-02-25Open access

Nickel Nanoparticles Decorated Nitrogen-Doped Carbon Nanotubes (Ni/N-CNT); a Robust Catalyst for the Efficient and Selective CO2 Methanation

Wei Wang, Cuong Duong-Viet, Housseinou Ba, Walid Baaziz, Giulia Tuci, Stefano Caporali, Lam Nguyen-Dinh, Ovidiu Ersen, Giuliano Giambastiani, Cuong Pham-Huu

ACS Applied Energy Materials· Volume 2· Issue 2

Abstract

Carbon dioxide (CO2) hydrogenation to methane (CH4) is a way of great significance from an energy-saving viewpoint that consists in the direct conversion of a natural and abundant waste into a fuel of added value. Indeed, it can be used to provide synthetic CH4 as an alternative source to natural gas to be potentially injected in the existing gas grid. This contribution describes the synthesis of a robust catalyst for the efficient and selective CO2 methanation, based on Nickel nanoparticles (Ni-NPs) grown on N-doped carbon nanotubes (Ni/N-CNT). The high thermal conductivity of N-CNT ensures a good dispersion of the reaction heat throughout the catalyst bed while N-doping lists a number of key and distinctive catalyst features: a) it provides preferential binding sites for the Ni-NPs stabilization, b) it contributes to generate CO2 concentration gradients in proximity of the catalyst active phase and c) it largely prevents the formation of coke deposits (catalyst passivation) on stream. The as prepared catalyst shows superior methanation activity and selectivity compared to those claimed for the most representative Ni-based composites reported so far in the literature. Importantly, the Ni/N-CNT displays its better performance in CO2 methanation under severe reaction conditions, that is, high temperatures and GHSV (up to 120 000 mL g–1 h–1) where it unveils an excellent stability as a function of time-on-stream.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Catalysts for Methane Reforming · Carbon dioxide utilization in catalysis · Catalytic Processes in Materials Science

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Institut de Chimie et Procédés pour l’Energie, l’Environnement et la Santé (ICPEES), ECPM, UMR 7515 du CNRS—Université de Strasbourg, 25 rue Becquerel, 67087 Strasbourg Cedex 02, France

Ha-Noi Univ. of Mining and Geology, 18 Pho Vien, Duc Thang, Bac Tu Liem, Ha-Noi Vietnam

Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), UMR 7504 du CNRS—Université de Strasbourg, 23 rue du Loess, 67037 Strasbourg Cedex 03, France

Institute of Chemistry of OrganoMetallic Compounds, ICCOM-CNR and Consorzio INSTM, Via Madonna del Piano, 10-50019, Sesto F.no, Florence, Italy

Department of Chemistry “Ugo Schiff”, University of Florence, 50019, Sesto F.no, Florence, Italy

The University of Da-Nang, University of Science and Technology, 54, Nguyen Luong Bang, Da-Nang, Vietnam

Funding

Agence Nationale de la Recherche · Ministero dell?Istruzione, dell?Universit? e della Ricerca

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