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Enregistrement W4414837463 · doi:10.1016/j.jcat.2025.116465

A melt-based reaction pathway for CO2 and CH4 conversion to syngas and carbon using liquid In–Sn

2025· article· en· W4414837463 sur OpenAlex
Genpei Cai, Nikil Surya RajaPrabu, J. B. Srivastava, Korbinian Lechner, Jorit Körber, Zhiyuan Zong, Kevin J. Smith, Vishal Agarwal, D. Chester Upham

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.
fundUn bailleur canadien est enregistré sur le travail.

Notice bibliographique

RevueJournal of Catalysis · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineChemical Engineering
ThématiqueCatalysts for Methane Reforming
Établissements canadiensUniversity of British Columbia
Organismes subventionnairesScience and Engineering Research BoardAlliance de recherche numérique du CanadaNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaMinistry of Education, IndiaUniversity of British ColumbiaIndian Institute of Technology KanpurDepartment of Science and Technology, Ministry of Science and Technology, IndiaCanada Foundation for Innovation
Mots-clésSyngasCatalysisMethaneCarbon fibersPyrolysisActivation energyDensity functional theoryMolecular dynamics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

• Molten In–Sn catalyzes CH 4 pyrolysis and dry reforming to produce syngas and solid carbon. • Reaction proceeds via unique solvated [C] and [O] intermediates in a molten metal catalyst. • DFT and experiments reveal CH 4 and CO 2 activation barriers in molten In–Sn. • Accumulated carbon lowers CO 2 activation energy, enhancing catalytic performance. • Dynamic surface properties enable efficient CO 2 and CH 4 conversion at high temperatures. Molten In–Sn has been recently reported as an effective catalyst for directly producing 2:1 H 2 :CO syngas and solid carbon from CO 2 and CH 4 in a single reaction, equivalent to the combined reactions of methane pyrolysis and dry reforming. In the present work, when reactants are alternately fed, mass balances indicate that CO 2 reacts to form an [O] species that oxidizes CH 4 . Also, CH 4 is converted to a [C] species that reduces CO 2 . The presence of accumulated [O] did not significantly affect the experimentally determined activation energies of 229 kJ/mol vs. 222 kJ/mol. We performed ab initio molecular dynamics (AIMD) simulations and density functional theory (DFT) calculations, to probe the dynamic structural evolution and to obtain atomistic insights into the behavior of the molten In–Sn alloy at the molecular level. This integrated approach also facilitated the evaluation of activation energy barriers associated with key reaction pathways. Simulations indicate that [O] are solvated; rapidly switching neighbors between Sn and In, which is unique to a molten catalyst. The presence of accumulated [C] significantly decreased the experimentally observed apparent CO 2 activation energy from 154 kJ/mol to 75 kJ/mol, which is lower than the direct reaction between CO 2 and solid graphite. This finding supports the simulations that indicate [C] formed in the melt is solvated, chemically distinct from solid carbon, and can play a critical role in enhancing catalytic performance. Large fluctuations in adsorbate binding energies were theoretically observed over time, suggesting the creation of transient sites that are fleetingly active, and facilitate the formation of solvated [O] and [C] intermediates unique to a molten catalyst surface.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,023
Score d'incertitude au seuil0,407

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,010
Tête enseignante GPT0,258
Écart entre enseignants0,247 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle