Dlouhodobý zájem o nalezení účinných způsobů převodu methanu na methanol v posledních letech vzrostl v důsledku velkého množství metanu v zemním plynu ve Spojených státech.
V naději na využití nových energetických zdrojů vědci již dlouho sledují cíl přímé přeměny methanu na palivo, jako je methanol. Dosud tento proces vyžadoval vysoké teploty, jejichž údržba je nákladná. Stávající proces výroby methanolu z methanu je navíc vícestupňový proces, který není efektivní ani ekonomicky životaschopný pro aplikace v malém měřítku.
Vědci z amerického ministerstva energetiky (DOE) Argonne National Laboratory, Taft University a Oak Ridge National Laboratory se spojili, aby studovali potenciál katalyzátorů na bázi rhodia pro tuto transformaci za mírnějších podmínek.
Vědci vyvinuli novou metodu pro přeměnu metanu na methanol pomocí rhodia a testovali účinnost rhodiových katalyzátorů za různých podmínek. Katalyzátory vyrobené relativně jednoduchými technologiemi byly použity k lepší přeměně methanu na methanol a kyselinu octovou pomocí kyslíku (02) a oxidu uhelnatého (CO) za mírných teplotních podmínek.
Doposud byla přímá přeměna methanu na kapalný methanol nevyřešeným problémem při katalýze. Ale pomocí různých zkušebních zařízení, včetně pokročilého fotonového zdroje Argonne, byli vědci schopni poskytnout nový pohled na strukturu ušlechtilých katalyzátorů v atomovém měřítku. Ukázalo se, že se jedná o atomově rozptýlené rhodiové komplexy, nikoli o nanočástice, jak se dříve myslelo. S využitím těchto znalostí byli vědci schopni provést proces přeměny metanu v méně drsných podmínkách.
Výsledkem jejich práce bylo, že výzkumný tým navrhl, že další výzkum a testování osvětlí mechanismus a cesty reakce, které budou určeny novým katalyzátorem pro přeměnu metanu.
Přestože jsou výsledky výzkumu daleko od komerčních aplikací, může vědce inspirovat k hledání nových, efektivnějších katalyzátorů vytvářejících metan.
Pro srovnání je methanol klíčovou surovinou (prekurzorem) pro výrobu řady chemikálií, které se poté používají při výrobě produktů, jako jsou plasty, překližky a barvy. Metanol lze také použít jako palivo ve vozidlech nebo reformovat na výrobu čistého vodíku pro palivové články.
Propagační video:
Výsledky výzkumu byly publikovány v časopise Nature.
Serg drak
