Команда Токийского научного института и Токийского университета создала высокоэнтропийный оксидный катализатор, который начал образовывать этан и этилен из метана и кислорода при 525 °C. При 600 °C выход этих углеводородов достиг 12,3%, а в 240-часовом испытании почти не изменился, сообщил Токийский научный институт. Работа опубликована 8 октября в Journal of the American Chemical Society.

Окислительная конденсация метана позволяет напрямую получать из главного компонента природного газа два базовых химических продукта. Но прочную связь углерода с водородом трудно разорвать при низкой температуре, а более реакционноспособные этан и этилен легко окисляются дальше — до оксидов углерода. Поэтому обычным катализаторам требуется температура около 800 °C, и они могут заметно терять активность при долгой работе.

После проверки 55 составов исследователи выбрали оксид из лантана, самария, европия, гадолиния и диспрозия. Средний ионный радиус этих элементов позволил настроить умеренную основность поверхности: слишком сильные основные центры ускоряют побочное окисление и удерживают CO₂. Одновременно смешение пяти элементов стабилизировало кристаллическую структуру и активные участки; рассчитанная скорость деградации оказалась более чем в 25 раз ниже, чем у соответствующих одноэлементных оксидов.

Это пока лабораторный материал, а не готовый промышленный процесс. Выход 12,3% и десятидневная стабильность показывают направление для дальнейшей разработки, но не отвечают на вопросы о работе крупного реактора, стоимости пяти редкоземельных компонентов и экономии энергии во всём производственном цикле.