《自然通讯》中描述的这项工作可能会影响以甲烷为副产品的众多行业，包括天然气和原油生产、畜牧业、垃圾填埋场和煤炭开采。
“甲烷有机会在减少气候变暖排放方面产生更多直接影响。我们正在研究一种经济高效的解决方案，将这种工业副产品转化为有价值的商品，例如化学原料。”第一作者、纽约州立大学杰出教授兼布法罗大学化学与生物工程系系主任MarkT.Swihart说道。工程与应用科学学院。
Swihart也是纽约州立大学帝国创新教授和布法罗大学RENEW研究所的教员，他补充说，该技术在半导体、生物技术、电化学和其他需要新材料和改进材料的领域有着更广泛的应用。
Swihart实验室的博士生ShuoLiu是该研究的第一作者。
共同作者包括劳伦斯伯克利国家实验室的杰弗里·J·厄本博士、邓超超博士、郭京华博士;FeipengYang博士，实验期间在伯克利，但现在在布鲁克海文国家实验室工作;中国西湖大学的QikeJiang;宣正熙，布法罗大学博士生。
甲烷是第二丰富的温室气体，也是天然气的主要成分。与二氧化碳相比，它在地球大气层中只存在几十年，但甲烷捕获的热量是二氧化碳的80倍。
几十年来，科学家们一直在努力开发廉价的方法，将甲烷转化为有用的产品而不产生二氧化碳。
一种可能的解决方案是干重整，这是一种可以将甲烷和二氧化碳转化为化学原料的工业过程，这些化学原料是制造商可以用来制造或加工其他产品的原材料。
但干重整甲烷在商业上不可行，因为现有的镍基催化剂在其催化活性颗粒被碳沉积物覆盖(焦化)或结合成更大、活性较低的颗粒(烧结)时就会停止工作。大多数催化剂还需要复杂的生产程序。
团队使用独特的火焰反应器
为了克服这些问题，该团队利用了Swihart实验室开发的一种独特的火焰反应器，可以一步生成催化剂。这种基于气溶胶的过程使科学家能够探索不同的镍基催化剂，在这种情况下，这些催化剂是称为纳米壳的微小球形颗粒。
“关键的突破是火焰气溶胶合成方法，”刘说。“它使我们能够克服传统限制，创造出具有新颖特性的其他材料。”
该方法通过研究小组所谓的“封装外溶”过程产生了性能最高的催化剂，其中镍纳米颗粒在氧化铝壳的孔内而不是在其表面形成。这种现象有助于构建更稳定的材料，进而产生更耐用的催化剂。
在实验中，研究小组报告称，在800摄氏度的640小时内，催化剂仍然有效，将96%的甲烷和二氧化碳转化为所需的产品。研究小组表示，其结果显着优于传统催化剂。
该生产方法不仅为改进催化剂，而且为需要新材料的其他领域提供了一条前进之路。斯维哈特说，这包括药物输送、传感和检测、能量存储和转换以及涂层和表面改性剂。