Separation of Hydrogen and Graphite from Natural Gas Through Nickel Atomic Lattice
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Le résumé fourni par la source
The sustainable use of fossil fuels requires simultaneous efficient utilization of both energy and matter. Traditional fossil fuel processes primarily harvest energy through combustion, leaving much of the matter-especially carbon-unexploited and released in the form of greenhouse gas (carbon dioxide). Here, we develop an atomic lattice separation method using a nickel foam-nickel foil structure to simultaneously extract both energy and matter from natural gas with high efficiency. In this design, hydrogen in natural gas is catalytically converted to hydrogen gas on nickel foam, while carbon is transformed into crystalline graphite via transport through the atomic lattice of nickel foil. This approach achieved efficient (> 99% conversion), stable (≥ 300 h stability), and reusable (≥ 5 cycles) hydrogen gas generation, coupled with the production of high-value graphite with an ultrahigh crystal quality and superior thermal and electrical properties. Further integration with a solid oxide fuel cell system demonstrated an electricity generation efficiency of ∼57%. This strategy establishes a sustainable pathway for separating energy (hydrogen) and matter (graphite) from hydrocarbons, thus providing new opportunities for high-efficiency and zero-emission natural gas utilization.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Separation of Hydrogen and Graphite from Natural Gas Through Nickel Atomic Lattice
- Date Crossref
- 12/02/2026
- Éditeur
- Wiley
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Peking University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Northwestern Polytechnical University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Institute of Physics pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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National Center for Nanoscience and Technology pays non établi dans la noticeOrganisation à but non lucratif
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Songshan Lake Materials Laboratory pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Collaborative Innovation Center of Quantum Matter pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Peking University, Northwestern Polytechnical University et Institute of Physics, avec 3 autres affiliations.
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