Эксперимент ученых по превращению метана в метанол с помощью «молнии в бутылке» прошел успешно

Исследователи из Северо-Западного университета (Northwestern University) в США сообщили о создании технологии, позволяющей получать метанол из метана при помощи плазмы, возникающей в результате электрических разрядов в стеклянных трубках. Разработка демонстрирует возможность проводить энергоемкие химические реакции в плазменных пузырьковых реакторах быстрее и проще, чем при традиционных подходах.

Госдума планирует ввести несколько новых запретов

Метанол широко используется в промышленности и энергетике. Он может служить топливом для транспорта, морских судов и кухонных плит, сгорая без образования дыма. Кроме того, вещество применяется при производстве отдельных видов пластиков и кислот, а также в качестве промышленного растворителя. Однако классический процесс его синтеза требует экстремальных условий — температуры порядка 760 градусов Цельсия и давления, превышающего атмосферное в 200–300 раз. Такая энергоемкость делает производство дорогостоящим и ставит под сомнение его устойчивость в долгосрочной перспективе.

Команда Northwestern University предложила альтернативный способ. В заполненном водой реакторе при подаче высоковольтных импульсов создается плазменное состояние вещества. Метан подается через стеклянные трубки, покрытые медно-оксидными катализаторами. Под действием разрядов газ превращается в плазму, образуя высокореактивные фрагменты, которые быстро вступают в реакцию с образованием метанола.

Одной из проблем традиционного синтеза является последующее разложение вновь образованного метанола до углекислого газа. В новой установке этого удается избежать за счет того, что метанол сразу поглощается окружающей водой, что останавливает реакцию и предотвращает деградацию продукта. Для стабилизации процесса ученые дополнительно использовали аргон, что позволило снизить образование побочных соединений.

По словам доцента кафедры химии Северо-Западного университета Дейна Свирера, который совместно руководил исследованием, в ходе реакции также образуются этилен и водород. Этилен является исходным веществом для производства пластмасс, а водород рассматривается как важный промышленный компонент и безуглеродное топливо. Помимо этого, фиксировалось образование небольшого количества пропана. Все полученные продукты представляют большую ценность по сравнению с исходным метаном.

Разработка пока находится на лабораторной стадии. Исследователи работают над оптимизацией процесса, а также над извлечением метанола из воды и его последующей очисткой. В случае масштабирования технология может быть применена в местах утечек метана. Сейчас распространенной практикой является его сжигание с образованием углекислого газа, который оказывает меньшее влияние на климат, чем сам метан, но все равно способствует потеплению. Новый подход предполагает использование компактного реактора непосредственно на месте утечки с последующим превращением газа в транспортабельное жидкое топливо.

Читайте также:

Читать нас в Дзен Новостях
Новости Рязанской области, России и мира!