Дългогодишният интерес към намирането на ефективни начини за превръщане на метан в метанол нарасна през последните години поради изобилието от метан, открит в природния газ в САЩ.
С надеждата да се използват нови енергийни ресурси, учените отдавна преследват целта директно превръщане на метана в гориво като метанол. До този момент този процес изисква високи температури, които са скъпи за поддържане. Освен това съществуващият процес за производство на метанол от метан е многоетапен процес, който не е нито ефективен, нито икономически осъществим за малки приложения.
Изследователи от Националната лаборатория на Аргон към Министерството на енергетиката на САЩ (DOE), Университета Тафт и Националната лаборатория Оук Ридж се обединиха, за да проучат потенциала на катализатори на основата на родий за тази трансформация при по-меки условия.
Учените са разработили нов начин за превръщане на метана в метанол с помощта на родий и са тествали ефективността на родиевите катализатори при различни условия. Катализаторите, произведени по относително прости технологии, са използвани за по-добро превръщане на метана в метанол и оцетна киселина, като се използват кислород (O2) и въглероден оксид (CO) при меки температурни условия.
Досега директното превръщане на метан в течен метанол е нерешен проблем при катализа. Но чрез използването на различни тестови съоръжения, включително Advanced Photon Source на Argonne, учените са успели да дадат нова представа за структурата на благородните катализатори в атомния мащаб. Оказа се, че те са атомно диспергирани родиеви комплекси, а не наночастици, както се смяташе преди. Използвайки това знание, учените са успели да извършат процеса на превръщане на метан в по-малко тежки условия.
В резултат на тяхната работа изследователският екип предложи, че по-нататъшните изследвания и тестове ще осветят механизма и пътищата на реакцията, които ще бъдат определени от новия катализатор за превръщане на метан.
Въпреки че изследванията са все още далеч от търговска употреба, това може да вдъхнови учените да търсят нови, по-ефективни метанообразуващи катализатори.
За справка: метанолът е ключова суровина (прекурсор) за производството на редица химикали, които след това се използват при производството на продукти като пластмаси, шперплат и бои. Метанолът може също да се използва в превозни средства като гориво или да се реформира, за да се получи чист водород за горивни клетки.
Промоционално видео:
Резултатите от изследването са публикувани в списание Nature.
Серг хвърчило