Извлечение топлива из воздуха
Многолетний интерес к поиску эффективных способов превращения метана в метанол за последние годы стал еще более сильным благодаря изобилию метана, обнаруженного в природном газе в США.
В надежде освоить новые энергетические ресурсы, учёные уже давно преследуют цель прямого превращения метана в такое топливо, как метанол. До сих пор для проведения этого процесса требовались высокие температуры, обеспечение которых обходится дорого. К тому же существующий способ получения метанола из метана является многоступенчатым процессом, который не является ни эффективным, ни экономически оправданным при мелкомасштабных применениях.
Исследователи из Национальной лаборатории Аргонне Министерства энергетики США (DOE), Университета Тафта и Национальной лаборатории Ок-Ридж объединились для изучения потенциала катализаторов на основе родия для этого преобразования в более мягких условиях.
Учёные разработали новый способ превращения метана в метанол с использованием родия и испытали эффективность родиевых катализаторов в различных условиях. Катализаторы, полученные по относительно простым технологиям, применялись для лучшего превращения метана в метанол и уксусную кислоту с использованием кислорода (O2) и окиси углерода (CO) в мягких температурных условиях.
До сих пор прямая конверсия метана в жидкий метанол была нерешенной проблемой при катализе. Но, благодаря использованию различных испытательных установок, включая Advanced Photon Source от Argonne, учёные смогли дать новое представление о структуре благородных катализаторов в атомном масштабе. Оказалось, что они представляют собой атомарно диспергированные родиевые комплексы, а не наночастицы, как ранее считалось. Используя эти знания учёным удалось осуществить процесс конверсии метана в менее жёстких условиях.
По итогам своей работы исследовательская группа предположила, что дальнейшие исследования и испытания осветят механизм и пути реакции, которые будут определяться новым катализатором конверсии метана.
Хотя результаты исследования ещё далеки от коммерческого применения, оно может вдохновить учёных на поиски новых более эффективных метанообразующих катализаторов.
Для справки: метанол является ключевым сырьем (прекурсором) для производства ряда химических веществ, которые потом используются в производстве таких продуктов, как пластмассы, фанера и краски. Метанол также может использоваться в транспортных средствах как топливо или подвергаться реформингу с целью получения чистого водорода для топливных элементов.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.
11.12.2017 11:59
