Pitkäaikainen kiinnostus löytää tehokkaita tapoja muuttaa metaani metanoliksi on kasvanut viime vuosina Yhdysvaltojen maakaasussa olevan runsaan metaanin vuoksi.
Uusien energialähteiden hyödyntämisen toivossa tutkijat ovat jo pitkään pyrkineet muuntamaan metaani suoraan polttoaineeksi, kuten metanoliksi. Tähän asti tämä prosessi on vaatinut korkeita lämpötiloja, joiden ylläpito on kallista. Lisäksi nykyinen menetelmä metanolin tuottamiseksi metaanista on monivaiheinen prosessi, joka ei ole tehokas eikä taloudellisesti kannattava pienimuotoisissa sovelluksissa.
Tutkijat Yhdysvaltain energiaministeriön (DOE) Argonnen kansallisesta laboratoriosta, Taftin yliopistosta, ja Oak Ridgen kansallisesta laboratoriosta on tutkittu rodiumipohjaisten katalyyttien potentiaalia tälle muutokselle lievemmissä olosuhteissa.
Tutkijat ovat kehittäneet uuden menetelmän metaanin muuttamiseksi metanoliksi rodiumia käyttäen ja testanneet rodiumkatalyyttien tehokkuuden erilaisissa olosuhteissa. Suhteellisen yksinkertaisilla tekniikoilla tuotettuja katalyyttejä käytettiin metaanin muuntamiseksi paremmin metanoliksi ja etikkahapoksi happea (02) ja hiilimonoksidia (CO) käyttäen lievissä lämpötiloissa.
Tähän asti metaanin suora muuntaminen nestemäiseksi metanoliksi on ollut ratkaisematon ongelma katalyysissä. Mutta käyttämällä erilaisia testilaitteita, mukaan lukien Argonnen Advanced Photon Source, tutkijat ovat kyenneet tarjoamaan uusia oivalluksia jalojen katalyyttien rakenteesta atomimittakaavassa. Kävi ilmi, että ne ovat atomihajotettuja rodiumkomplekseja eivätkä nanohiukkasia, kuten aiemmin ajateltiin. Tämän tiedon avulla tutkijat pystyivät suorittamaan metaanin konversioprosessin vähemmän ankarissa olosuhteissa.
Työnsä tuloksena tutkimusryhmä ehdotti, että jatkotutkimus ja testaus valaisevat reaktion mekanismin ja reitit, jotka uusi metaanin konversiokatalyytti määrittää.
Vaikka tutkimus on vielä kaukana kaupallisesta käytöstä, se voi innostaa tutkijoita etsimään uusia, tehokkaampia metaania muodostavia katalyyttejä.
Viitteeksi: metanoli on keskeinen raaka-aine (esiaste) useiden kemikaalien tuotannossa, joita sitten käytetään muovien, vanerin ja maalien valmistuksessa. Metanolia voidaan käyttää myös polttoaineena ajoneuvoissa tai sitä voidaan reformoida puhtaan vedyn tuottamiseksi polttokennoille.
Mainosvideo:
Tutkimustulokset julkaistiin Nature-lehdessä.
Serg-leija