Paliwo z metanu
Odkrycie nowego układu katalitycznego umożliwiającego wydajną i tanią transformację metanu (gazu) w metanol (alkohol), pozwoli na eksploatację małych złóż gazu, którego wydobycie obecnie było nieopłacalne. Co więcej, produkt będzie można użyć, jako paliwo alternatywne do ropy naftowej – informuje „Angewandte Chemie International Edition”.
Od lat naukowcy próbują stworzyć katalizator, który pozwoliłby na wydajną (również ekonomicznie) oraz prowadzoną w stosunkowo łagodnych warunkach termicznych syntezę metanolu z metanu. Z punktu widzenia chemicznego reakcja ta jest możliwa. Zostało to potwierdzone eksperymentalnie, lecz stosowany katalizator platynowy ulegał zniszczeniu podczas transformacji metanu w alkohol. Uniemożliwiało to ponowne użycie drogiego katalizatora, co radykalnie podnosiło koszt syntezy i praktycznie wykluczało jej zastosowanie na masową, przemysłową skalę.
Dzięki badaniom prowadzonym przez niemieckich naukowców z Max-Planck-Institut, które były koordynowane przez profesora Ferdi Schueth’a, udało się opracować materiał katalityczny wielokrotnego użytku, zamieniający metan, paliwo gazowe – w płynne, którym bez problemów można napędzać pojazdy mechaniczne, bez dodatkowej instalacji CNG.
Co więcej, proces zachodzi w stosunkowo niskiej temperaturze, co jest korzystne z technicznego i ekonomicznego punktu widzenia.
Jak to często bywa w nauce, jeden z ważniejszych elementów nowego, złożonego katalizatora – polimer o strukturze klatki – został odkryty przypadkowo, podczas zupełnie innych badań. Okazało się, że wprowadzenie platynowego katalizatora w strukturę polimeru utworzonego na bazie nitryli aromatycznych (ang. 2,6-dicyanopyridine), skutkuje powstaniem materiału, który wydajnie przetwarza metan w metanol.
Jedna z metod otrzymywania nowego katalizatora opiera się na procesie o charakterze samoorganizacji, gdzie wprowadzone do reaktora wypełnionego oleum substraty, reagują ze sobą tworząc w pełni funkcjonalny, wielokrotnego użytku, układ katalityczny.
Wprowadzając do reaktora metan pod ciśnieniem 40 barów, w temperaturze do 215 stopni Celsjusza, po około 3 godzinach uzyskuje się metanol. W trakcie reakcji zniszczeniu ulega zaledwie 5 do 10 procent katalizatora.
Według naukowców, nowo opracowana metoda daje bezprecedensową szansę na wykorzystanie zasobów metanu zgromadzonych w małych złożach, których eksploatacja dotychczas była nieopłacalna.
