Вчені буквально спіймали "блискавку в пляшці", щоб перетворити метан на чисте паливо
- Дослідники з Northwestern University розробили метод перетворення метану на метанол за допомогою плазми, уникнувши високих температур і тиску.
- Технологія дозволяє перетворювати метан на метанол, етилен, водень і пропан, потенційно знижуючи витрати і роблячи процес екологічнішим.
Дослідники з Northwestern University розробили спосіб перетворення метану на метанол за допомогою плазми, створеної електричними імпульсами.
Технологія дозволяє обійти надвисокі температури та тиск, які зазвичай потрібні для такого процесу, і може зробити виробництво чистого палива дешевшим та екологічнішим, пише Interesting Engineering.
Дивіться також Вчені помилилися з "квантовим" матеріалом і відкрили новий стан
Метанол давно вважається важливою хімічною речовиною для промисловості та енергетики. Його використовують як паливо для автомобілів, морських суден і кухонних плит, а також у виробництві пластмас, кислот і як промисловий розчинник. Головна перевага метанолу – чисте згоряння без диму.
Втім, традиційне виробництво метанолу залишається дуже затратним. Для синтезу потрібні температури понад 1400 градусів за Фаренгейтом і тиск, що у 200 – 300 разів перевищує атмосферний. Через це процес дорогий і складний для масштабного екологічного використання.
Як вдалося перетворити метан на паливо?
Щоб обійти ці обмеження, команда з Northwestern University використала електрику для створення плазми всередині реактора, заповненого водою. У скляні трубки, вкриті каталізатором з оксиду міді, подавався метан.
Під час подачі високовольтних імпульсів газ переходив у стан плазми – так звану "блискавку в пляшці". У цьому стані утворювалися надзвичайно активні частинки, які швидко вступали в реакцію та формували молекули метанолу.
"Блискавка в пляшці" – дивіться відео:
Одна з головних проблем звичайного синтезу полягає в тому, що щойно утворений метанол швидко руйнується, перетворюючись на вуглекислий газ. У новій системі цього вдалося уникнути: метанол одразу поглинався водою, що фактично зупиняло подальшу небажану реакцію.
Для стабілізації процесу дослідники також додали аргон. Це допомогло зменшити утворення небажаних побічних продуктів і зробило реакцію контрольованішою.
Результати дослідження опубліковані в журналі Journal of the American Chemical Society.
За словами доцента кафедри хімії Дейна Свівера (Dayne Swearer), під час експерименту вдалося отримати не лише метанол, а й етилен, який використовується у виробництві пластмас, а також водень – важливу промислову речовину та паливо з нульовими вуглецевими викидами.
Фактично вчені взяли метан – дуже поширений парниковий газ – і перетворили його на значно цінніші продукти: метанол, етилен, водень і невелику кількість пропану.
Дослідники визнають, що поки установка працює лише в лабораторному масштабі. Однак у разі успішного масштабування така технологія може стати корисною для місць витоку метану. Замість того, щоб просто спалювати газ і перетворювати його на CO2, можна буде прямо на місці виробляти рідке паливо, зручне для транспортування.
Зараз команда працює над удосконаленням системи, а також над ефективним вилученням метанолу з води та його очищенням для подальшого використання.