Det långvariga intresset för att hitta effektiva sätt att omvandla metan till metanol har ökat de senaste åren på grund av det överflöd av metan som finns i naturgas i USA.
I hopp om att utnyttja nya energiresurser har forskare länge strävat efter målet att direkt omvandla metan till ett bränsle som metanol. Hittills har denna process krävt höga temperaturer, som är dyra att underhålla. Dessutom är den befintliga processen för framställning av metanol från metan en flerstegsprocess som varken är effektiv eller ekonomiskt bärkraftig för småskaliga applikationer.
Forskare från US Department of Energy's (DOE) Argonne National Laboratory, Taft University och Oak Ridge National Laboratory har samarbetat för att studera potentialen hos rodiumbaserade katalysatorer för denna omvandling under mildare förhållanden.
Forskare har utvecklat en ny metod för omvandling av metan till metanol med rodium och testat effektiviteten hos rodiumkatalysatorer under olika förhållanden. De katalysatorer som erhölls med relativt enkla tekniker användes för att bättre omvandla metan till metanol och ättiksyra med syre (O2) och kolmonoxid (CO) under milda temperaturförhållanden.
Hittills har den direkta omvandlingen av metan till flytande metanol varit ett olöst problem vid katalys. Men genom användning av olika testanläggningar, inklusive Argonnes Advanced Photon Source, har forskare kunnat ge nya insikter i strukturen hos ädla katalysatorer i atomskalan. Det visade sig att de är atomiskt spridda rodiumkomplex, och inte nanopartiklar, som tidigare trott. Med hjälp av denna kunskap kunde forskare genomföra metanomvandlingsprocessen under mindre hårda förhållanden.
Som ett resultat av deras arbete föreslog forskargruppen att ytterligare forskning och testning kommer att belysa mekanismen och vägarna för reaktionen som kommer att bestämmas av den nya katalysatorn för metanomvandling.
Även om forskningen fortfarande är långt ifrån kommersiell användning kan den inspirera forskare att leta efter nya, mer effektiva metanbildande katalysatorer.
Som referens är metanol en viktig råvara (föregångare) för produktion av ett antal kemikalier som sedan används vid tillverkning av produkter som plast, plywood och färger. Metanol kan också användas i fordon som bränsle eller reformeras för att producera rent väte för bränsleceller.
Kampanjvideo:
Forskningsresultaten publicerades i tidskriften Nature.
Serg drake
