20.6 C
Brusel
Neděle, Květen 19, 2024
NovinkyNová metoda přeměňuje skleníkový plyn na palivo

Nová metoda přeměňuje skleníkový plyn na palivo

ODMÍTNUTÍ ODPOVĚDNOSTI: Informace a názory reprodukované v článcích jsou těmi, kdo je uvedli a je jejich vlastní odpovědnost. Publikace v The European Times neznamená automaticky souhlas s názorem, ale právo jej vyjádřit.

PŘEKLADY ODMÍTNUTÍ ODPOVĚDNOSTI: Všechny články na tomto webu jsou publikovány v angličtině. Přeložené verze se provádějí prostřednictvím automatizovaného procesu známého jako neuronové překlady. V případě pochybností se vždy podívejte na původní článek. Děkuji za pochopení.

Nová metoda přeměňuje plynný metan na kapalný metanol.

Tým výzkumníků úspěšně přeměnil metan na metanol pomocí světla a rozptýlených přechodných kovů, jako je měď, v procesu známém jako fotooxidace. Podle studie zveřejněné v časopise byla reakce dosud nejlépe dosaženou přeměnou metanu na kapalné palivo při okolní teplotě a tlaku (25 °C a 1 bar). Chemická komunikace.

Výraz bar jako jednotka tlaku pochází z řeckého slova znamenajícího hmotnost (baros). Jeden bar se rovná 100,000 100 Pascalům (101,325 kPa), což je blízko standardnímu atmosférickému tlaku na hladině moře (XNUMX XNUMX Pa).


Závěry studie jsou zásadním krokem ke zpřístupnění zemního plynu jako zdroje energie pro výrobu alternativních paliv k benzínu a naftě. Navzdory skutečnosti, že zemní plyn je fosilní palivo, jeho přeměna na metanol produkuje méně oxidu uhličitého (CO2) než jiná kapalná paliva stejné kategorie.

Přeměna probíhala za okolních teplotních a tlakových podmínek, což by mohlo umožnit využití metanu, silného skleníkového plynu, k výrobě paliva. Kredit: UFSCAR

Metanol je zásadní pro výrobu bionafty a chemický průmysl v Brazílii, kde se používá k syntéze různých produktů.


Kromě toho je sběr metanu z atmosféry zásadní pro zmírnění negativních důsledků změny klimatu, protože plyn má 25krát větší potenciál přispívat ke globálnímu oteplování jako například CO2.

"Ve vědecké komunitě probíhá velká debata o velikosti zásob metanu na planetě." Podle některých odhadů mohou mít dvojnásobný energetický potenciál než všechna ostatní fosilní paliva dohromady. Při přechodu na obnovitelné zdroje budeme muset v určitém okamžiku využít všechen tento metan,“ řekl pro Agênciu FAPESP Marcos da Silva, první autor článku. Silva je Ph.D. kandidát na katedře fyziky Federální univerzity v São Carlos (UFSCar).

Studii podpořily FAPESP, Vyšší rada pro výzkum (CAPES, agentura ministerstva školství) a Národní rada pro vědecký a technologický rozvoj (CNPq, složka ministerstva vědy, techniky a inovací).

Podle Ivo Freitase Teixeiry, profesora na UFSCar, poradce Silvovy diplomové práce a posledního autora článku, byl fotokatalyzátor použitý ve studii klíčovou inovací. "Naše skupina výrazně inovovala oxidací metanu v jediné fázi," řekl. „V chemickém průmyslu k této přeměně dochází prostřednictvím výroby vodíku a CO2 minimálně ve dvou fázích a za velmi vysokých teplotních a tlakových podmínek. Náš úspěch při získávání metanolu za mírných podmínek a zároveň s vynaložením méně energie je velkým krokem vpřed.“


Podle Teixeiry výsledky připravují cestu pro budoucí výzkum využití solární energie pro tento proces přeměny, což může ještě více snížit jeho dopad na životní prostředí.

Fotokatalyzátory

V laboratoři vědci syntetizovali krystalický nitrid uhlíku ve formě polyheptazinimidu (PHI), s použitím neušlechtilých přechodných kovů nebo přechodných kovů hojných v zemi, zejména mědi, k výrobě aktivních fotokatalyzátorů ve viditelném světle.

Fotokatalyzátory pak použili při oxidačních reakcích methanu s peroxidem vodíku jako iniciátorem. Katalyzátor měď-PHI generoval velký objem okysličených kapalných produktů, zejména methanolu (2,900 1 mikromolů na gram materiálu nebo µmol.g-XNUMX za čtyři hodiny).

"Objevili jsme nejlepší katalyzátor a další podmínky nezbytné pro chemickou reakci, jako je použití velkého množství vody a pouze malého množství peroxidu vodíku, což je oxidační činidlo," řekl Teixeira. "Další kroky zahrnují pochopení více o aktivních měděných místech v materiálu a jejich roli v reakci. Plánujeme také použít kyslík přímo k výrobě peroxidu vodíku v samotné reakci. Pokud bude úspěšný, tento proces by měl být ještě bezpečnější a ekonomicky životaschopný.“


Další bod, který bude skupina dále zkoumat, se týká mědi. „Pracujeme s rozptýlenou mědí. Když jsme psali článek, nevěděli jsme, zda máme co do činění s izolovanými atomy nebo shluky. Nyní víme, že jsou to shluky,“ vysvětlil.

Ve studii vědci použili čistý metan, ale v budoucnu budou plyn získávat z obnovitelných zdrojů, jako je biomasa.

Podle OSN metan dosud způsobil asi 30 % globálního oteplování od předindustriálního věku. Emise metanu z lidské činnosti by mohly být v nadcházejícím desetiletí sníženy až o 45 %, čímž by se zabránilo nárůstu téměř o 0.3 °C do roku 2045.

Strategie přeměny metanu na kapalné palivo pomocí fotokatalyzátoru je nová a není komerčně dostupná, ale její potenciál v blízké budoucnosti je značný. „S výzkumem jsme začali před více než čtyřmi lety. Nyní máme mnohem lepší výsledky než výsledky profesora Hutchingsa a jeho skupiny v roce 2017, což motivovalo náš vlastní výzkum,“ řekl Teixeira s odkazem na studii publikovanou v časopise. Věda výzkumníky přidružené k univerzitám ve Spojených státech a Spojeném království a pod vedením Grahama Hutchingsa, profesora na Cardiff University ve Walesu.



Reference:

“Selektivní fotooxidace metanu na methanol za mírných podmínek podporovaná vysoce rozptýlenými atomy Cu na krystalických nitridech uhlíku” od Marcose AR da Silvy, Jéssica C. Gil, Nadezda V. Tarakina, Gelson TST Silva, José BG Filho, Klaus Krambrock, Markus Antonietti, Caue Ribeiro a Ivo F. Teixeira, 31. května 2022, Chemická komunikace.
DOI: 10.1039/D2CC01757A

„Vodné koloidy Au-Pd katalyzují selektivní CH4 oxidace na CH3OH s O2 za mírných podmínek“ 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 a Graham J. Hutchings, 7. září 2017, Věda.
DOI: 10.1126/science.aan6515

- Reklama -

Více od autora

- EXKLUZIVNÍ OBSAH -spot_img
- Reklama -
- Reklama -
- Reklama -spot_img
- Reklama -

Musíš číst

Poslední články

- Reklama -