فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

با افزایش تقاضا برای سوخت‌های جایگزین کم‌کربن، گاز طبیعی (عمدتاً متان) به‌عنوان گزینه‌ای پاک و قابل اتکا مطرح شده است. احتراق کاتالیستی متان، به‌دلیل انجام واکنش در دماهای پایین‌تر و کاهش چشمگیر آلاینده‌هایی نظیر NOx و CO، جایگزین کارآمدی برای احتراق حرارتی معمولی به‌شمار می‌رود. این مقاله مروری هدفمند بر پایه‌های کاتالیستی ناهمگن مورد استفاده در این فرآیند ارائه می‌دهد. ابتدا پایه‌های رایج شامل مواد کربنی و سرامیکی به‌طور سیستماتیک بررسی شدند. تمرکز اصلی بر گاما آلومینا به‌عنوان پرکاربردترین پایه صنعتی قرار گرفت که علی‌رغم سطح ویژه بالا و پایداری مناسب، در دماهای بالا دچار تف‌جوشی، کاهش سطح ویژه و انتقال فاز γ به α می‌شود و عملکرد کاتالیست را به‌شدت کاهش می‌دهد. عوامل غیرفعال‌سازی کاتالیست‌ها و مکانیزم‌های آن‌ها تحلیل شد و دوپینگ ناخالصی به‌عنوان مؤثرترین راهکار برای افزایش پایداری حرارتی، حفظ تخلخل و به تأخیر انداختن انتقال فاز معرفی گردید. مطالعات متعدد نشان می‌دهند که دوپینگ هدفمند ناخالصی‌ها نه‌تنها پایداری حرارتی گاما آلومینا را تا بیش از ۱۲۰۰ درجه سلسیوس افزایش می‌دهد، بلکه با حفظ سطح ویژه و ساختار متخلخل، امکان طراحی کاتالیست‌های صنعتی با عملکرد پایدارتر و طول عمر طولانی‌تر در فرآیند احتراق کامل متان را فراهم می‌سازد.