天然氣的主要成分甲烷本身就是一種強效的溫室氣體。最近與UNIST合作的一項研究揭示了甲烷轉化為甲醛的高性能催化劑。

這一突破由UNIST的能源與化學工程學院的Kwang-jin Ahn教授及其團隊領導，與Ja Hun Kwak教授(UNIST能源與化學工程學院)，Ajou大學的Eun Duck Park教授合作，和漢陽大學的Yoon Seok Jung教授。

在這項工作中，該團隊展示了一種由納米材料組成的優異的“甲烷氧化酶催化劑”。該材料具有穩定的結構和高溫下的高反應性，將甲烷轉化為甲醛的效率提高了兩倍以上。

甲烷和石油一樣，可以通過化學反應轉化為有用的資源。近年來在美國備受關注的頁巖氣的主要成分是甲烷，用這種材料制造高附加值資源的技術也被認為是重要的。問題是甲烷的化學結構非常穩定，不易與其他物質發生反應。到目前為止，甲烷主要用作加熱和運輸的燃料。

需要高于600℃的高溫來實現改變甲烷化學結構的反應。因此，需要具有穩定結構并在該環境中保持反應性的催化劑。以前，已知氧化釩(V2O2)和氧化鉬(MoO3)是最好的催化劑。當使用這些催化劑時，甲烷的甲醛轉化率小于10%。

Ahn教授制造了一種催化劑，可以使用納米材料將甲烷轉化為甲醛。甲醛是廣泛用作殺菌劑，防腐劑，功能聚合物等的原料的有用資源。

該催化劑具有核 - 殼結構，該核 - 殼結構由被薄鋁膜包圍的氧化釩納米顆粒組成，鋁殼圍繞氧化釩顆粒。外殼保護顆粒并保持催化劑穩定，即使在高溫下也能保持穩定性和反應性。

事實上，當用這種材料測試催化反應時，沒有鋁殼的氧化釩納米顆粒在600℃下具有結構損失并喪失催化活性。然而，由核 - 殼結構制成的納米顆粒即使在高溫下也保持穩定。結果，甲烷轉化為甲醛的效率提高了22%以上。它將甲烷轉化為有用的資源，效率超過兩倍。

“催化氧化釩納米顆粒被薄鋁膜包圍，有效地防止了內部顆粒的聚集和結構變形，”UNIST化學工程系的Euiseob Yang說，他是本研究的第一作者?！巴ㄟ^用納米粒子覆蓋原子層的新結構，同時具有熱穩定性和反應性?！?/div>