Ученые Университета Южной Калифорнии открыли новый, более эффективный способ преобразования метана - мощного газа, способствующего изменению климата, - непосредственно в основные химические вещества для производства пластмасс, агрохимикатов и фармацевтических препаратов.
В исследовании, опубликованном 4 декабря в Журнале Американского химического общества, химики из Исследовательского института углеводородов USC Loker говорят, что они нашли способ помочь использовать этот обильный и опасный парниковый газ, который обычно сжигают или сжигают. сжигается для производства энергии.
Среди распространенных парниковых газов углекислый газ часто упоминается как главный виновник улавливания тепла на Земле, способствуя изменению климата. Однако он не самый мощный.
Это различие принадлежит метану. По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата, метан задерживает тепло и нагревает планету в 86 раз больше, чем углекислый газ за 20-летний период.
Больше топлива, меньше выбросов, меньше энергопотребления
Ведущий автор Патрис Т. Д. Батамак, старший автор Г. К. Сурья Пракаш и Томас Мэтью из Исследовательского института углеводородов USC Loker использовали катализатор под названием H-SAPO-34, полученный из класса нанопористых кристаллов, называемых цеолитами.
Этот простой метод преобразования метана непосредственно в этилен и пропилен или олефины заменит традиционно сложные, дорогие и неэффективные процессы, которые добавляют парниковые газы в атмосферу. Большая часть этилена и пропилена производится при крекинге нефтяного масла и жидкого сланца, что требует огромного количества энергии.
Когда первый лауреат Нобелевской премии USC Джордж Олах преобразовал метан в олефины в 1985 году, процесс состоял из трех этапов. С тех пор исследователи сократили его до двух стадий, но команда Loker первой реализовала конверсию с одним катализатором на основе цеолитов.
Время контакта является ключом к этому эффективному и простому катализатору для производства пригодного для использования топлива из метана. В сфере недвижимости, говорят, место, место, место. В химии все зависит от условий, условий, условий, - сказал Пракаш.
Глобальные выбросы метана резко выросли с 2007 года, и особенно плохи выбросы в Соединенных Штатах. Согласно недавнему исследованию Гарвардского университета, Соединенные Штаты могут нести исключительную ответственность за 60 процентов глобального роста антропогенных выбросов метана в атмосферу в этом столетии.
Вклад в глобальный всплеск - увеличение производства скота и рисовых полей в таких странах, как Индия и Китай, два лидера по общему производству метана, по данным Всемирного банка.
'Если углерод является проблемой, углерод должен быть решением'
Несмотря на то, что это самый мощный из наших популярных парниковых газов, и даже после крупнейшей утечки метана в истории США в хранилище природного газа в каньоне Алисо несколько лет назад, нет никаких признаков того, что обильное производство метана замедлится. в ближайшее время.
Сланцевый гидроразрыв пласта и другие методы добычи ресурсов увеличивают запасы природного газа, и ученые Loker считают, что метан вскоре может стать самым популярным сырьем для производства нефтехимической продукции.
Около 30 лет назад Пракаш и его наставник Олах впервые начали совершенствовать концепцию «экономики метанола», множество решений на основе метанола, смягчающих цикл производства парниковых газов, которые ускоряют изменение климата.
Хотя метан похож по структуре и названию, он не взаимозаменяем напрямую с метанолом, хотя большая часть метанола производится из метана синтетическим путем. Метан - природный газ и простейшее одноуглеродное соединение, содержащее углеводород.
Сократив этапы, необходимые для эффективного превращения метана в олефины, ученые Loker, возможно, значительно приблизили нас к реализации одного из первоначальных шагов, изложенных в «Экономике метанола».
"Если углерод является проблемой, углерод должен быть ее решением. В мире достаточно метана, и становится проще и безопаснее превращать его в продукты, которые мы действительно можем использовать", - сказал Пракаш.