技術

NIMS通過理論計算預測甲烷轉化固體催化劑的性能

蓋世汽車 Elisha 2021-03-09 10:00

蓋世汽車訊據(jù)外媒報道，日本研究人員根據(jù)量子力學第一性原理計算方法，進行反應動力學信息計算，并且開發(fā)出不需要使用實驗動力學結果即可進行動力學模擬的方法和程序。這將有助于加快發(fā)現(xiàn)各種材料的速度，實現(xiàn)無碳社會。

日本國立材料科學研究所,甲烷氧化偶聯(lián)反應,動力學模擬，第一性原理計算，催化劑

（圖片來源：phys.org）

日本國立材料科學研究所能源與環(huán)境材料綠色研究中心（Center for Green Research on Energy and Environmental Materials，NIMS）的高級研究員Atsushi Ishikawa負責此項研究。通過這種方法，可以從理論上評估非均相催化劑的性能。目前，模擬研究主要集中在單一或有限數(shù)量的反應路徑上，在沒有實驗信息的情況下，很難評估催化反應的效率。

研究人員將這些發(fā)現(xiàn)應用于甲烷氧化偶聯(lián)反應(OCM)中，這是天然氣應用的一個重要過程。在沒有反應動力學實驗信息的情況下，可以成功地預測乙烷等產(chǎn)物的產(chǎn)量。另外，還可以預測產(chǎn)量隨溫度和局部壓力的變化，所得出的結果完美再現(xiàn)了現(xiàn)有實驗結果。

研究表明，即使沒有實驗數(shù)據(jù)，通過計算機模擬，也能預測反應物的轉化率和產(chǎn)物的選擇性，有望加快以理論和計算為主導的催化材料研究。此外，該方法具有較高的通用性，不僅可以應用于甲烷轉化催化劑，還可以應用于其他催化劑系統(tǒng)，如汽車尾氣凈化、二氧化碳減排和制氫，有望為實現(xiàn)無碳社會做出貢獻。

來源：蓋世汽車

作者：Elisha

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