The Role of Ga Promoter in Enhancing the Performance of Ni/ZrO2+SiO2 Catalysts for Dry Methane Reforming
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The potential of dry reforming methane (DRM) to convert two greenhouse gases concurrently is drawing interest from around the world. This research focused on developing supported nickel catalysts for the DRM, utilizing stabilized zirconia (SZ31107), which contains 5% SiO2, as the support material. To promote the catalysts with a 5 wt.% Ni concentration, we used varying gallium loadings, specifically 0.1, 0.25, 0.5, 0.75, and 1 wt.%. After a detailed analysis, characterization was performed using X-ray diffraction, N2-physorption, temperature-programmed reduction/desorption techniques, thermogravimetry, and Raman spectroscopy. The optimal DRM performance, achieved at 700 °C with a 1:1 CH4:CO2 feed, was recorded for the catalyst that has 0.25 wt.% Ga. The catalyst demonstrated remarkable average conversion rates of 56% for CH4 and 66% for CO2 after 300 min at 700 °C, with an H2:CO ratio of 0.84. Activity was further enhanced by raising the temperature to 800 °C, which resulted in an 87% CO2 conversion and an 80% CH4 conversion. Studies on the catalyst’s long-term stability revealed a slow deactivation. With computed activation energies of 28,009 J/mol for CH4 conversion and 21,875 J/mol for CO2 conversion, temperature-programmed reaction tests conducted over the best catalyst demonstrated the DRM reaction’s endothermic character. Small additions of Ga encouraged the creation of more graphitic carbon structures, according to Raman spectroscopy of spent catalysts; the ideal catalyst had the lowest ID/IG ratio. These results suggest that the 5Ni+0.25Ga/SZ31107 catalyst is a promising candidate for large-scale syngas and hydrogen production.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- The Role of Ga Promoter in Enhancing the Performance of Ni/ZrO2+SiO2 Catalysts for Dry Methane Reforming
- Date Crossref
- 26/06/2025
- Éditeur
- MDPI AG
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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University of Ha'il pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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King Saud University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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King Abdulaziz City for Science and Technology pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Faculty of Science Chemistry Department pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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College of Engineering Chemical Engineering Department pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Hydrogen Technologies Institute pays non établi dans la noticeStructure de recherche
University of Ha'il, King Saud University et King Abdulaziz City for Science and Technology, avec 3 autres affiliations.
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