Metan przekształcą w metanol. Jak naukowcy zamierzają tego dokonać?

Wykorzystując światło i rozproszone metale, między innymi w postaci miedzi, naukowcy są w stanie przekształcić metan w metanol. Takie rozwiązanie zapewnia szereg korzyści.
Metan przekształcą w metanol. Jak naukowcy zamierzają tego dokonać?

Szczegóły dotyczące proponowanej przez naukowców metody zostały zaprezentowane na łamach Chemical Communications. Przeprowadzona przez nich reakcja, określana mianem fotooksydacji, jest rekordowo wydajna w zakresie konwersji gazu metanowego w płynne paliwo. Mowa oczywiście o “normalnej” temperaturze i ciśnieniu, w postaci 25 stopni Celsjusza i 1 bara.

Czytaj też: Nie tylko samoloty zanieczyszczają! Ślady statków cargo robią z klimatem coś dziwnego

Dokonania zespołu zaangażowanego w badania powinny odegrać istotną rolę w wykorzystywaniu gazu ziemnego jako źródła energii służącego do produkcji alternatywnych paliw. I choć gaz ziemny jest uważany za paliwo kopalne, jego konwersja na metanol prowadzi do niższych emisji dwutlenku węgla niż w przypadku innych tego typu płynnych paliw.

Na tym zalety się nie kończą, ponieważ wychwytywanie metanu z atmosfery stanowi istotny element walki ze zmianami klimatu. Gaz ten ma bowiem 25-krotnie większy wpływ na napędzanie globalnego ocieplenia niż ma to miejsce w przypadku dwutlenku węgla. Jak wyjaśnia jeden z autorów badań, Ivo Freitas Teixeira, wykorzystany fotokatalizator stanowił kluczową innowację. O ile w przemyśle chemicznym konwersja metanu zachodzi poprzez produkcję wodoru i CO2 w co najmniej dwóch etapach i przy bardzo wysokiej temperaturze oraz ciśnieniu, tak tutaj udało się to uprościć. Wystarczył jeden etap i powszechnie spotykane warunki temperatury a także ciśnienia.

Metan ma znacznie większy potencjał do napędzania zmian klimatu niż dwutlenek węgla

W środowisku naukowym toczy się wielka debata na temat wielkości zasobów metanu na naszej planecie. Według niektórych szacunków, mogą one mieć dwukrotnie większy potencjał energetyczny niż wszystkie inne paliwa kopalne razem wzięte. W procesie przechodzenia na odnawialne źródła energii będziemy musieli w pewnym momencie sięgnąć po cały ten metan.

Marcos da Silva, główny autor badań

W przyszłości do prowadzenia konwersji można byłoby wykorzystać energię słoneczną, co uczyniłoby tę metodę jeszcze bardziej ekologiczną. Jak na razie naukowcy zsyntetyzowali krystaliczny azotek węgla, używając nieszlachetnych metali przejściowych, głównie miedzi, do produkcji aktywnych fotokatalizatorów światła widzialnego. Na kolejnym etapie zastosowali fotokatalizatory w reakcjach utleniania metanu z nadtlenkiem wodoru inicjującym reakcję. Katalizator generował dużą ilość utlenionych produktów ciekłych, zwłaszcza metanolu.

Czytaj też: Takich próbek jeszcze nikt nie tu zbierał! Zbadali, jak Arktyka się zmienia przez klimat

Członkowie zespołu wykorzystali czysty metan, lecz w przyszłości mogliby pozyskiwać gaz z odnawialnych źródeł energii, na przykład w formie biomasy. Według Organizacji Narodów Zjednoczonych metan odpowiada za około 30% globalnego ocieplenia, które nastąpiło do teraz od epoki przedprzemysłowej. Emisje metanu pochodzące z działalności człowieka można by zredukować nawet o 45% w ciągu najbliższej dekady, co przełożyłoby się na zauważalne ograniczenie wzrostu globalnych temperatur.