Джин-Сабин Макьюэн выдает в сети поиск по словам «Северная Дакота», «ночное небо» и «вспышка» и быстро находит изображение из космоса, на котором видно светящееся скопление больше, чем Миннеаполис. Это от нефтяных и газовых месторождений, сжигающих метан, производящих столько парниковых газов в год, сколько 1 миллион автомобилей.
«Это большая проблема, потому что вы не только тратите энергию впустую, но и производите CO2», - говорит Су Ха, адъюнкт-профессор химического машиностроения и директор Университета штата Вашингтон. О. Лаборатория исследований нефти и газа Х. Рео. «Итак, вопрос в том, есть ли что-то, что вы можете сделать лучше этого?»
Ха и МакИвен, доцент кафедры химического машиностроения WSU, говорят, что у них есть решение: небольшой реактор, который недорого разлагает воду и метан на окись углерода и водород, которые можно использовать для производства энергии и промышленных продуктов. О своем открытии они сообщают в журнале ACS Catalysis.
Метан, основной компонент природного газа, часто является побочным продуктом бурения нефтяных скважин. Это также парниковый газ, в 34 раза более мощный, чем углекислый газ, в течение столетия.
Транспортировать его из отдаленных районов дорого, поэтому энергетические компании сжигают около трети добываемого ими газа в ярких факелах, которые можно увидеть из космоса. Американские и российские исследователи в 2015 году заявили, что на вспышки по всей планете приходится 3,5 процента мирового потребления природного газа.
Решение Макьюэна и Ха включает разрушение метана в полевых условиях.
Обычно метан представляет собой настолько прочно связанную молекулу, что для ее разрушения требуется много воды и температура около 1 800 F. Но Макьюэн и Ха обнаружили, что они могут использовать гораздо более низкие рабочие температуры и недорогой никелевого катализатора в присутствии электрического поля для ориентации метана и воды таким образом, чтобы облегчить их расщепление.
"Это как кодовый замок," сказал Ха. «Когда вы применяете правильную комбинацию, когда вы применяете электрическое поле с правильной силой и правильным направлением, это похоже на то, как вы применяете комбинацию к замку и щелкаете, он открывается».
В конце процесса исследователи получают угарный газ и водород, ингредиенты синтез-газа или синтетического газа. Продукт может быть использован для производства бензина, или реактор может быть присоединен к топливным элементам, которые преобразуют и сохраняют энергию в виде электричества.
«Идея состоит в том, чтобы иметь что-то, что лучше подходит для этих отдаленных районов, чем крупномасштабный реактор», - сказал Макьюэн.