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Nuovo metodo per la conversione del metano direttamente in metanolo sviluppato

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I chimici a ETH Zurigo e Paul Scherrer Institute hanno trovato un nuovo, modo diretto convertire il metano gassoso in industria d'offerta liquida la prospettiva di usando il gas, piuttosto che semplicemente bruciandolo fuori, come attualmente è praticato.

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Il metano è un gas abbondante ed economico. Sebbene potrebbe essere una fonte di energia e un materiale di base adatti per l'industria chimica, le quantità enormi di sono semplicemente consumo intorno al mondo-sopra tutti ai giacimenti di petrolio e raffinerie.

«Sulle immagini satelliti di terra alla notte, Medio Oriente è illuminato brillantemente. Ciò non è perché la regione ha particolarmente un numero alto di grandi, stabilimenti brillantemente accesi, ma piuttosto a causa di metano che si svasa ai giacimenti di petrolio,» dice Jeroen van Bokhoven, professore della catalisi eterogenea a ETH Zurigo e testa del laboratorio per la catalisi e la chimica sostenibile a Paul Scherrer Institute (PSI).

Un'altra ragione per questo approccio dispendioso a metano è che, attualmente, non è sufficiente proficuo convertire il gas in metanolo nella forma liquida, che è più facile da trasportare e più reattivo. Sulla scala industriale, questa conversione attualmente è eseguita facendo uso di un metodo indiretto, elaborato ed energia-intensivo che comprende la produzione degli syngas come punto intermedio.

Teoricamente, è già possibile convertire il metano in metanolo, facendo uso di cristallino, rame-contenente i composti di alluminio del silicio (zeoliti) come catalizzatori. Il processo comprende attivare il catalizzatore alle temperature-su molto alte centigrado a 450 gradi. Tuttavia, la reazione reale fra metano ed ossigeno per formare il metanolo non può essere effettuata alle temperature significativamente più superiore 200 gradi, come tutto il metanolo formato si dissiperebbero immediatamente. La nave della reazione deve quindi essere riscaldata e raffreddata ripetutamente, che è perché questo approccio non la ha trasformata mai dal laboratorio di ricerca e l'industria.

Tuttavia, van Bokhoven ed i suoi colleghi ora ha dimostrato che questo ciclo della reazione può anche avere luogo ad una temperatura costante di 200 gradi. Hanno raggiunto questo con un trucco abile, facendo uso di metano lontano ad un ad alta pressione: 36 barre invece di sotto 1 barra, come precedentemente usata. «Lavorare ad una temperatura costante fa questo un processo molto più facile da implementare nell'industria,» dice Patrick Tomkins, studente matrice nel gruppo di van Bokhoven allo PSI.

Con l'analisi facendo uso della spettroscopia di assorbimento dei raggi x, i ricercatori potevano inoltre indicare che, al livello atomico, la reazione catalizzata nuovo metodo a bassa temperatura/ad alta pressione non ha luogo alla stessa posizione come ha fatto nel metodo ad alta temperatura attuale. «Come conseguenza dei centri attivi ad alta pressione e differenti sono utilizzati nelle zeoliti di rame,» dice van Bokhoven.

Il nuovo approccio aprire una nuova gamma di possibilità. «Nel passato, scienziati di catalisi ha messo a fuoco la loro ricerca sulle zeoliti di rame per questa reazione, perché queste sono l'opzione più riuscita nel metodo ad alta temperatura,» lui dice. «Inoltre abbiamo usato queste zeoliti di rame per lo studio corrente.»

Mentre il metodo ad alta pressione è catalizzato diversamente al livello atomico, è ora degno studiare i catalizzatori differenti, compreso quelli che non sono stati considerati finora, dice van Bokhoven. Questi hanno potuto ancora essere adatti meglio al metodo ad alta pressione.

La ricerca di seguito si concentrerà su questi catalizzatori, in vista dello sviluppare un procedimento facile, diretto ed efficiente per la conversione del metano in metanolo.