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2026 article

A Dual-Function Design: Carbon-Encapsulated Cu/Al2O3-ZnO for Highly Active and Stable Hydrogen Production via Methanol/Water Reforming

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Le résumé fourni par la source

Abstract Hydrogen (H2) is a sustainable and carbon-neutral energy alternative. Practical H2 production via aqueous-phase reforming of methanol (APRM) requires high-performance catalysts. Herein, we report the design of a Cu-guar gum/Al2O3-ZnO (Cu-GG/AZ) catalyst and elucidate its structure–performance relationship using a combination of complementary characterization methods. At 240 °C, the catalyst achieves a H2 production rate of 249.2 μmol/gcat/s with 99.92% H2 selectivity and < 0.10% CO selectivity, and maintains good stability over five hydrothermal cycles. High efficiency arises from carbon encapsulation, which stabilizes Cu+/Cu0 sites and enhances diffusion/adsorption through better interfacial wettability. The APRM mechanism is identified as methanol dehydrogenation (MD) coupled with the water-gas shift (WGS) reaction. Density functional theory (DFT) calculations reveal that graphitic carbon supported Cu/Al2O3-ZnO lowers the Gibbs free energy of the rate-determining step for both MD and WGS processes through enhanced electron modulation. Weakening *H2 adsorption (from –0.09 to 0.15 eV) boosts H2 release. A key oxygen-containing species (*OH) is enriched and adsorbed at Cu+/Cu0 sites, which facilitates the formation of *CH2O and *HCOOH and promotes *CO conversion.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
A Dual-Function Design: Carbon-Encapsulated Cu/Al2O3-ZnO for Highly Active and Stable Hydrogen Production via Methanol/Water Reforming
Date Crossref
18/09/2026
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Guangzhou Vocational College of Science and Technology pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Shenzhen Polytechnic University Hoffmann Institute of Advanced Materials pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Zhaoqing University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Guangzhou College of Technology and Business pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Guangzhou Vocational College of Science and Technology, Hoffmann Institute of Advanced Materials — Shenzhen Polytechnic University et Zhaoqing University, avec 1 autre affiliation.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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