Az elmúlt években a metán metanollá történő hatékony átalakításának hatékony keresése iránti érdeklődés megnőtt az Egyesült Államokban a földgázban található rengeteg metán miatt.
Az új energiaforrások kiaknázásának reményében a tudósok régóta követik azt a célt, hogy a metánt közvetlenül üzemanyaggá, például metanollá alakítsák át. Eddig ehhez a folyamathoz magas hőmérsékletekre volt szükség, amelyek fenntartása költséges. Ezenkívül a metanol metánból történő előállításának jelenlegi eljárása egy többlépcsős folyamat, amely nem hatékony, és gazdaságilag sem életképes kisüzemi alkalmazásokhoz.
A Taft Egyetem, az Amerikai Egyesült Államok Energetikai Minisztériumának (DOE) Argonne Nemzeti Laboratóriumának és az Oak Ridge Nemzeti Laboratóriumának kutatói összefogva tanulmányozták a ródium-alapú katalizátorok ezen átalakításban rejlő lehetőségeit enyhébb körülmények között.
A tudósok kifejlesztettek egy új módszert a metán metanollá történő átalakítására ródium alkalmazásával, és különböző körülmények között tesztelték a ródium-katalizátorok hatékonyságát. A viszonylag egyszerű technológiák alkalmazásával kapott katalizátorokat a metán metanollá és ecetsavvá történő jobb átalakítására használták oxigén (O2) és szén-monoxid (CO) felhasználásával enyhe hőmérsékleti körülmények között.
Eddig a metán folyékony metanollá történő közvetlen átalakítása megoldatlan problémát jelentett a katalízisben. De a különféle vizsgálati lehetőségek, köztük az Argonne Advanced Photon Source segítségével a tudósok új betekintést nyújthattak a nemes katalizátorok szerkezetére az atomi léptékben. Kiderült, hogy atomszerűen diszpergált ródium-komplexekről van szó, és nem nanorészecskékről, mint azt korábban gondoltuk. Ezen ismeretek felhasználásával a tudósok kevésbé kemény körülmények között tudták elvégezni a metán-átalakítási folyamatot.
Munkájuk eredményeként a kutatócsoport azt javasolta, hogy további kutatások és tesztek megvilágítsák a reakció mechanizmusát és útjait, amelyeket az új metán-konverziós katalizátor határoz meg.
Bár a kutatási eredmények távol állnak a kereskedelmi alkalmazásoktól, inspirálhatja a tudósokat új, hatékonyabb metánképző katalizátorok keresésére.
Referenciaként: a metanol kulcsfontosságú alapanyag (prekurzor) számos vegyi anyag előállításához, amelyeket azután olyan termékek gyártásához használnak, mint a műanyagok, a rétegelt lemez és a festékek. A metanol üzemanyagként is használható a járművekben, vagy átalakítható tiszta hidrogén előállításához az üzemanyagcellák számára.
Promóciós videó:
A kutatási eredmények a Nature folyóiratban jelentek meg.
Serg kite