Новий метод перетворення метану із природного газу в метанол за кімнатної температури

Спалювання метану в природному газі сприяє викидам вуглекислого газу, але метан, перетворений у рідкий метанол, є чистішим паливом.

Дослідники з Університету Іллінойсу в Чикаго розробили спосіб перетворення метану в природному газі в рідкий метанол при кімнатній температурі. Це відкриття, про яке повідомляється в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences, могло б потенційно забезпечити більш чисте джерело енергії для багатьох повсякденних справ.

При згорянні природний газ (паливо, яке використовується для опалення будинків, приготування їжі та виробництва електроенергії) утворює вуглекислий газ, а це є потужний парниковий газ.

За даними Управління енергетичної інформації США американці спожили приблизно 31 трильйон кубічних футів природного газу в 2019 році, викинувши в атмосферу приблизно 1,6 гігатонн вуглекислого газу.

Кращим способом використання природного газу було б перетворення його на метанол – рідке паливо, яке згоряє чистіше і може використовуватися для виробництва палива та пластмас.

“Дослідники цікавляться способами перетворення метану в метанол при температурі навколишнього середовища, щоб уникнути використання тепла та тиску, які в даний час необхідні в промислових процесах для здійснення цього перетворення”, – сказав Мінеш Сінгх, доцент кафедри хімічного машинобудування в Інженерному коледжі UIC.

Вважається, що метанол також є «паливом майбутнього», де він замінить видобувне паливо при транспортуванні, зберіганні енергії та як основний прекурсор для синтетичних хімічних речовин та інших продуктів. В даний час метанол використовується в технології паливних елементів, що забезпечує живлення деяких міських автобусів та інших транспортних засобів.

“Чистішим” паливом є метан, який, крім того, також може безпечно зберігатись у звичайних контейнерах, на відміну від природного газу, який повинен зберігатися під тиском”, – сказав Сінгх.

Для розриву вуглеводневих зв’язків у метані необхідна велика кількість тепла та тиску, що є першим етапом виробництва метанолу. Але Сингх та аспірантка UIC Адітя Праджапаті виявили каталізатор, який допомагає знизити енергію активації, необхідну для розриву цих зв’язків, щоб реакція могла відбуватися за кімнатної температури.

“Нам вдалося знизити температуру промислового процесу з більш, ніж 200 градусів за Цельсієм до кімнатної, яка становить близько 20 градусів за Цельсієм”, – сказала Праджапаті.

Їх каталізатор складається з титану та міді. Каталізатор разом з невеликою кількістю електроенергії сприяє розриву зв’язків карбон-гідроген у метані та утворенню метанолу. Процес використовує набагато менше енергії, ніж традиційні методи, і оскільки він не вимагає машин для виробництва високого тиску та тепла, його можна застосувати швидко і недорого.

“Наш процес не повинен бути централізованим”, – сказав Сінгх. “Він може бути реалізований у такому маленькому просторі, як фургон, і є портативним для розподіленого використання природного газу та виробництва метанолу”.

Сінгх та його колеги подали попередній патент на процес і очікують, що він може продукувати кілька літрів метанолу на день.

Джерело інформації: https://phys.org/news/2021-02-method-methane-natural-gas-methanol.html

Підготував провідний фахівець центру Данилюк Назарій

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься.