Американские химики превращают природный газ в жидкое топливо без высоких температур и давления
Автор Прабхат Ранджан Мишра через Интересное инженерное дело,
Химики в Соединённых Штатах открыли новый способ превратить природный газ в жидкое топливо.
Команда из Северо-Западного университета успешно превратила метан непосредственно в метанол за один этап. Они использовали крошечные всплески плазмы (или мини-молнии) в стеклянных трубках, погруженных в воду.
Метанол — универсальное, пользующееся большим спросом промышленное химическое вещество, используемое для производства многих продуктов, которые люди используют каждый день. Сотрудник/Александр/Дрисколл
Использование импульсов высоковольтного электричества
Мы используем импульсы высоковольтного электричества , — сказал Дейн Свирер из Northwestern, соответствующий исследования. Автор.
Если электрический потенциал достаточно высок, внутри нашего реактора образуются молнии, как во время летней грозы . Мы воспользуемся этой химией, чтобы разорвать связи метана, не нагревая всю систему до экстремальных температур.
Хотя нынешний метод надежен, он энергоемок и выделяет миллионы тонн углекислого газа в год по всему миру. Согласно пресс-релизу, используя только электричество, воду и медно-оксидный катализатор, новый процесс может предложить более чистый и электрифицированный путь к производству одного из наиболее широко используемых в мире химических строительных блоков .
Метанол — универсальный и востребованный промышленный химикат
Команда также обнаружила, что метанол — это универсальный и востребованный промышленный химикат, используемый для производства многих продуктов, которые люди используют каждый день. Он также широко используется в качестве промышленного растворителя и привлекает внимание как более экологически чистое топливо для кораблей и промышленных котлов.
Метанол, один из наиболее используемых в мире химических веществ, является ключевым ингредиентом пластмасс, красок и клеев . Совсем недавно исследователи изучили метанол как многообещающее жидкое топливо, поскольку его сжигание приводит к меньшим выбросам серы и загрязнению твердыми частицами, чем бензин и дизельное топливо.
Промышленность производит метанол посредством многоэтапного процесса
Команда также отметила, что в настоящее время промышленность производит метанол посредством многоэтапного процесса, начиная с парового риформинга . Сначала метан вступает в реакцию с паром при температуре, превышающей 800 градусов по Цельсию, в результате чего он расщепляется на окись углерода и водород. Затем эти газы рекомбинируются под чрезвычайно высоким давлением — в 200–300 раз превышающим стандартное атмосферное давление — с образованием метанола. Разрыв метана и его восстановление потребляет огромное количество тепла и попутно генерирует углекислый газ.
Экстремальные температуры необходимы, чтобы разорвать нереакционноспособные химические связи между углеродом и водородом в метане , — сказал Свирер.
Затем вам придется использовать высокое давление, чтобы сжать все эти молекулы вместе на катализаторе и получить молекулу метанола. Это работает, но это не самый простой путь получения метанола из метана.
Что касается нового одноэтапного процесса, Джеймс Хо, доктор философии. Кандидат в лаборатории Свирера и первый автор исследования построил плазменный пузырьковый реактор, который по сути представляет собой пористую стеклянную трубку, покрытую катализатором из оксида меди. Затем команда пропускала метан через трубку, применяя электрические импульсы.
Электричество превратило газообразный метан в плазму, расщепив метан и воду на высокореактивные фрагменты. Эти фрагменты затем воссоединились с образованием метанола, который немедленно растворяется в окружающей воде. Это быстрое гашение остановило химическую реакцию в нужный момент, предотвратив разложение метана на углекислый газ.
Более 99% наблюдаемой Вселенной состоит из плазмы, — сказал Джеймс Хо. Но даже несмотря на то, что он распространен повсеместно, это действительно неиспользованный ресурс в области химии.
