Группа китайских исследователей с участием двух российских ученых предложила новый метод конверсии метана в метанол напрямую и без участия катализатора. Реакция идет в мягких условиях и со сравнительно высоким выходом. Статья опубликована в журнале Science Advances, сообщил Восточно-Китайский технологический университет.
Метанол является одним из наиболее перспективных продуктов переработки метана. Метиловый спирт уже востребован в различных сферах, включая промышленность, энергетику и транспорт. В химической промышленности он используется для производства формальдегида, уксусной кислоты и целого ряда других продуктов. В энергетике и на транспорте использование метанола возможно в качестве альтернативного топлива.
Так, этот спирт уже используют в качестве морского бункеровочного топлива: по разным прогнозам, через пять лет его ежегодное потребление крупными контейнеровозами составит от 2,5 до 10 млн тонн. Метанол также может использоваться в специальных топливных элементах для получения электричества. Он подходит для автономных и мобильных приложений — например, для питания сотовых телефонов, ноутбуков и датчиков.
В свежеопубликованной работе удалось найти новый путь получения метанола напрямую из метана. Для этого были использованы только вода и электричество. Авторам также удалось добиться высокой степени конверсии (превращения) в приблизительно 35%. Столь неординарный эффект был достигнут с использованием весьма необычных частиц — катион-радикалов димера воды — производившихся в специально разработанном разрядном реакторе периодического действия.
Простота установки позволяет ей работать в «мягких» условиях: при комнатной температуре и атмосферном давлении. Особо отмечалось, что эффективность использования атомов водорода в новом методе синтеза составляет около 67%. А по сравнению с уже известными каталитическими методами удалось увеличить производительность по метанолу в более чем сто раз.
Авторы полагают, что их исследование станет основой для новой масштабной промышленной методики синтеза метанола. И уже в ближайшем будущем оно позволит обеспечить экологически чистую и энергоэффективную конверсию метана — конверсию без нежелательных побочных продуктов. Это, в свою очередь, поможет сделать природный газ еще более привлекательным рыночным продуктом.
Новая статья стала результатом совместной работы сразу четырех ведущих исследовательских центров Китая. В его реализации принимали участие ученые из Восточно-Китайского технологического университета, расположенного в городе Наньчан, из Центра онкологических исследований университета ТКМ провинции Цзянси, из лаборатории неорганического синтеза Цзилиньского университета, а также из Института экологии и химической инженерии, относящегося к Шанхайскому университету.
В реализации проекта приняли участие двое россиян. Профессор Константин Чингин является выпускником Московского физико-технического института (МФТИ). А профессор Роман Балабин защитил свою диссертацию в Российском государственном университете нефти и газа (РГУНГ). Сегодня оба россиянина заняты исследованиями в области масс-спектрометрии, нелинейной спектроскопии и экологической химии.
«Как человеку, получившему образование о области нефте- и газохимии, мне было крайне интересно участвовать в проекте, нацеленном на снижение негативного воздействия от сжигания углеводородов на окружающую среду. Мне кажется, что нам удалось добиться успеха потому, что мы собрали команду из очень разных специалистов, каждый из которых внёс свой вклад как в понимание механизма нового процесса, так и в его практическую реализацию», — рассказал Роман Балабин, отвечавший за теоретическое описание нового химического процесса.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
