Группе исследователей удалось преобразовать метан в метанол с помощью света и дисперсных переходных металлов, таких как медь, в процессе, известном как фотоокисление. Согласно статье об исследовании, опубликованной в журнале Chemical Communications, эта реакция стала лучшей на сегодняшний день для преобразования газообразного метана в жидкое топливо при температуре и давлении окружающей среды (25°C и 1 бар соответственно).
Результаты исследования являются важным шагом в обеспечении доступности природного газа в качестве источника энергии для производства альтернативы бензину и дизельному топливу. Хотя природный газ считается ископаемым топливом, при переработке в метанол он выделяет меньше углекислого газа (CO2), чем другие виды жидкого топлива той же категории.
В Бразилии метанол играет ключевую роль в производстве биодизеля и в химической промышленности, которая использует его для синтеза многих продуктов.
Кроме того, улавливание метана из атмосферы имеет решающее значение для смягчения негативных последствий изменения климата, поскольку, например, этот газ в 25 раз превосходит по своему потенциалу CO2, способствуя глобальному потеплению.
“В научном сообществе ведутся большие дебаты о размерах запасов метана на планете. По некоторым оценкам, они могут иметь вдвое больший энергетический потенциал, чем все остальные виды ископаемого топлива вместе взятые. При переходе на возобновляемые источники энергии нам придется в какой-то момент использовать весь этот метан”, — сказал Маркос да Сильва, первый автор статьи, Agência FAPESP.
По словам Иво Фрейтаса Тейшейры, профессора UFSCar, научного руководителя Сильвы и последнего автора статьи, фотокатализатор, использованный в исследовании, стал ключевым новшеством.
“В химической промышленности это преобразование осуществляется путем получения водорода и CO2 по меньшей мере в два этапа и при очень высоких температурах и давлениях. Наш успех в получении метанола в мягких условиях с меньшими затратами энергии является важным шагом вперед”, – делятся ученые.
В лаборатории ученые синтезировали кристаллический нитрид углерода в форме полигептазинимида (PHI), используя переходные металлы, не содержащие благородных или богатых землей, особенно медь, для получения активных фотокатализаторов видимого света.
Затем они использовали фотокатализаторы в реакциях окисления метана с перекисью водорода в качестве инициатора. Медно-ФИ-катализатор генерировал большой объем жидких продуктов, насыщенных кислородом, особенно метанола (2900 микромолей на грамм материала, или мкмоль.г-1 за четыре часа).
