Se desarrollan reactores químicos innovadores para diversos procesos, buscando sistemas más efectivos, dentro de la tendencia a intensificación de procesos para conseguir equipos más compactos, más seguros y que tengan menor impacto ambiental. Se ha trabajado en dos tipos de reactores innovadores: reactores de membrana y reactores de lecho fluidizado de dos zonas.
En los reactores de membrana se combina un lecho de catalizador con una membrana que retira uno de los productos de reacción. De esta forma se aumenta la producción o se logra operar en condiciones más suaves. Esto resulta especialmente interesante en aquellas reacciones en que la conversión de equilibrio está limitada por el equilibrio termodinámico. En otros procesos se distribuye uno de los reactantes a lo largo del lecho de catalizador utilizando una membrana porosa. Esto resulta adecuado cuando mantener una baja concentración de dicho reactante permite mejorar la selectividad, como se ha observado en varios procesos de oxidación catalítica.
En los reactores de lecho fluidizado de dos zonas se crean dos zonas con diferente atmósfera de reacción en un reactor catalítico de lecho fluidizado, mediante la alimentación de dos corrientes diferentes (por ejemplo, una oxidante y otra reductora) en dos puntos distintos del lecho. De esta forma se pueden llevar a cabo dos reacciones distintas en un mismo reactor, por ejemplo, un reformado catalítico en una zona y la regeneración del catalizador en otra. Esto puede resultar aplicable en aquellos procesos en que la desactivación del catalizador desaconseja el uso de reactores convencionales.
La mayor parte de la investigación actual está enfocada en el desarrollo de reactores mejorado para la producción de combustibles renovable de origen no biológico (los denominados en inglés "e-fuel"), tales como metanol o dimetil eter. Estos se pueden producir a partir de CO2 e hidrógeno obtenido usando energía renovable (como solar o eólica), y por lo tanto contribuyen a reducir la dependencia de nuestra sociedad de los combustibles fósiles.
