5.2 C
Brussel
Dinsdag, November 29, 2022

Nuwe metode verander kweekhuisgas in brandstof

VRYWARING: Inligting en menings wat in die artikels weergegee word, is dié van diegene wat dit vermeld en dit is hul eie verantwoordelikheid. Publikasie in The European Times beteken nie outomaties onderskrywing van die siening nie, maar die reg om dit uit te druk.

Meer van die skrywer

Die nuwe metode omskep metaangas in vloeibare metanol.

'n Span navorsers het metaan suksesvol in metanol omgeskakel deur lig en verspreide oorgangsmetale soos koper in 'n proses bekend as foto-oksidasie te gebruik. Die reaksie was die beste wat tot dusver bereik is vir die omskakeling van metaangas in vloeibare brandstof by omgewingstemperatuur en -druk (onderskeidelik 25 °C en 1 bar), volgens 'n studie wat in die joernaal gepubliseer is. chemiese Media.

Die term staaf as 'n drukeenheid kom van die Griekse woord wat gewig (baros) beteken. Een bar is gelyk aan 100,000 100 Pascal (101,325 kPa), naby die standaard atmosferiese druk op seevlak (XNUMX XNUMX Pa).


Die studie se bevindinge is 'n deurslaggewende stap in die rigting om aardgas toeganklik te maak as 'n bron van energie vir die vervaardiging van alternatiewe brandstowwe vir petrol en diesel. Ten spyte van die feit dat aardgas 'n fossielbrandstof is, produseer die omskakeling daarvan in metanol minder koolstofdioksied (CO2) as ander vloeibare brandstowwe in dieselfde kategorie.

Die omskakeling het onder omgewingstemperatuur en druktoestande plaasgevind, wat dit moontlik kan maak om metaan, 'n kragtige kweekhuisgas, te gebruik om brandstof te vervaardig. Krediet: UFSCAR

Metanol is noodsaaklik in biodieselproduksie en die chemiese industrie in Brasilië, waar dit gebruik word om 'n verskeidenheid produkte te sintetiseer.


Verder is metaanversameling uit die atmosfeer van kritieke belang om die negatiewe gevolge van klimaatsverandering te versag, aangesien die gas 25 keer die potensiaal het om by te dra tot aardverwarming as byvoorbeeld CO2.

“Daar is 'n groot debat in die wetenskaplike gemeenskap oor die grootte van die planeet se metaanreserwes. Volgens sommige skattings kan hulle dubbel die energiepotensiaal van alle ander fossielbrandstowwe saam hê. In die oorgang na hernubare energie sal ons een of ander tyd al hierdie metaan moet benut,” het Marcos da Silva, eerste skrywer van die artikel, aan Agência FAPESP gesê. Silva is 'n Ph.D. kandidaat in die Fisika-afdeling van die Federale Universiteit van São Carlos (UFSCar).

Die studie is ondersteun deur FAPESP, die Hoër Navorsingsraad (CAPES, 'n agentskap van die Ministerie van Onderwys), en die Nasionale Raad vir Wetenskaplike en Tegnologiese Ontwikkeling (CNPq, 'n afdeling van die Ministerie van Wetenskap, Tegnologie en Innovasie).

Volgens Ivo Freitas Teixeira, 'n professor by UFSCar, Silva se tesisadviseur en die laaste skrywer van die artikel, was die fotokatalisator wat in die studie gebruik is 'n sleutelinnovasie. "Ons groep het aansienlik vernuwe deur metaan in 'n enkele stadium te oksideer," het hy gesê. “In die chemiese industrie vind hierdie omskakeling plaas via die produksie van waterstof en CO2 in minstens twee fases en onder baie hoë temperatuur- en druktoestande. Ons sukses om metanol onder ligte toestande te bekom, terwyl ons ook minder energie verbruik, is 'n groot stap vorentoe.”


Volgens Teixeira baan die resultate die weg vir toekomstige navorsing oor die gebruik van sonenergie vir hierdie omskakelingsproses, wat moontlik die omgewingsimpak daarvan nog verder verminder.

Fotokatalisators

In die laboratorium het die wetenskaplikes kristallyne koolstofnitried in die vorm van poliheptasienimied (PHI) gesintetiseer, met behulp van nie-edel of aardvol oorgangsmetale, veral koper, om aktiewe sigbare-lig-fotokatalisators te produseer.

Hulle het toe die fotokatalisators gebruik in metaanoksidasiereaksies met waterstofperoksied as 'n inisieerder. Die koper-PHI katalisator het 'n groot volume suurstofhoudende vloeibare produkte gegenereer, veral metanol (2,900 1 mikromol per gram materiaal, of µmol.g-XNUMX in vier uur).

"Ons het die beste katalisator en ander toestande wat noodsaaklik is vir die chemiese reaksie ontdek, soos die gebruik van 'n groot hoeveelheid water en slegs 'n klein hoeveelheid waterstofperoksied, wat 'n oksideermiddel is," het Teixeira gesê. “Die volgende stappe sluit in om meer te verstaan ​​oor die aktiewe koperplekke in die materiaal en hul rol in die reaksie. Ons beplan ook om suurstof direk te gebruik om waterstofperoksied in die reaksie self te produseer. As dit suksesvol is, behoort dit die proses nog veiliger en ekonomies lewensvatbaar te maak.”


Nog 'n punt wat die groep sal voortgaan om te ondersoek, hou verband met koper. “Ons werk met verspreide koper. Toe ons die artikel geskryf het, het ons nie geweet of ons met geïsoleerde atome of trosse te doen het nie. Ons weet nou hulle is clusters,” het hy verduidelik.

In die studie het die wetenskaplikes suiwer metaan gebruik, maar in die toekoms sal hulle die gas uit hernubare energiebronne soos biomassa onttrek.

Volgens die Verenigde Nasies het metaan tot dusver sowat 30% van aardverwarming sedert die pre-industriële era veroorsaak. Metaanvrystellings van menslike aktiwiteite kan in die komende dekade met soveel as 45% verminder word, wat 'n styging van byna 0.3 °C teen 2045 vermy.

Die strategie om metaan in vloeibare brandstof om te skakel met behulp van 'n fotokatalisator is nuut en nie kommersieel beskikbaar nie, maar die potensiaal daarvan in die nabye termyn is beduidend. “Ons het meer as vier jaar gelede met ons navorsing begin. Ons het nou baie beter resultate as dié van professor Hutchings en sy groep in 2017, wat ons eie navorsing gemotiveer het,” het Teixeira gesê met verwysing na 'n studie wat in die joernaal gepubliseer is. Wetenskap deur navorsers verbonde aan universiteite in die Verenigde State en die Verenigde Koninkryk, en gelei deur Graham Hutchings, 'n professor by Cardiff Universiteit in Wallis.



Verwysings:

"Selektiewe metaanfotooksidasie in metanol onder ligte toestande bevorder deur hoogs verspreide Cu-atome op kristallyne koolstofnitriede" deur Marcos AR da Silva, Jéssica C. Gil, Nadezda V. Tarakina, Gelson TST Silva, José BG Filho, Klaus Krambrock, Markus Antonietti, Caue Ribeiro en Ivo F. Teixeira, 31 Mei 2022, chemiese Media.
DOI: 10.1039/D2CC01757A

“Waterige Au-Pd-kolloïede kataliseer selektiewe CH4 oksidasie na CH3OH met O2 onder milde toestande” deur Nishtha Agarwal, Simon J. Freakley, Rebecca U. McVicker, Sultan M. Althahban, Nikolaos Dimitratos, Qian He, David J. Morgan, Robert L. Jenkins, David J. Willock, Stuart H. Taylor, Christopher J. Kiely en Graham J. Hutchings, 7 September 2017, Wetenskap.
DOI: 10.1126/science.aan6515

- Advertensie -
- Advertensie -
- Advertensie - kol_img

Moet lees

Jongste artikels