Брытанскія навукоўцы стварылі незвычайны каталізатар, які можа вельмі хутка і эфектыўна ператвараць малекулы кіслароду і метану, якія ўтрымліваюцца ў паветры, у звычайны драўняны спірт, гаворыцца ў артыкуле, апублікаваным у часопісе Science.
«Хімікі ўжо больш за сто гадоў спрабуюць знайсці спосаб танна і эфектыўна вырабляць метанол. Наша рэакцыя выкарыстоўвае для гэтай мэты кісларод, практычна бясплатны рэагент, які ўтрымліваецца ў паветры, а таксама перакіс вадароду. Пры гэтым яна адбываецца пры адносна нізкіх тэмпературах, што зніжае выдаткі энергіі на яе правядзенне», — распавядае Грэм Хатчынс з Інстытута каталізу ў Кардыфе (Вялікабрытанія).
Справа ў тым, што сёння не існуе танных і экалагічна чыстых спосабаў вытворчасці метанолу, самага простага спірту, з біямасы ці іншых «зялёных» відаў сыравіны.
Таму асноўнай сыравінай для метанолу выступае не раслінная сыравіна, а метан у складзе прыроднага газу. Пры сінтэзе спірту малекулы метану ператвараюцца ў так званы «сінтэз-газ» — сумесь вадароду (Н2) і чаднага газу (СО), злучэнне якіх і з'яўляецца метанолам (СН3ОН).
Гэтая рэакцыя праводзіцца пры вельмі высокіх тэмпературах і ціску, і патрабуе расходу велізарнай колькасці цяпла і энергіі, што робіць вытворчасць метанолу небяспечнай для навакольнага асяроддзя. Тым не менш, адмовіцца ад сінтэзу метанолу чалавецтва не можа, бо ён выступае зыходнай сыравінай для вытворчасці тысяч іншых карысных рэчываў.
Хатчынс і яго калегі па інстытуце зрабілі першы крок да стварэння больш «зялёнага» метаду вытворчасці метанолу, адкрыўшы каталізатар, які дазваляе наўпрост ператвараць метан у метанол пры амаль пакаёвых тэмпературах, выкарыстоўваючы толькі кісларод з паветра.
«Нядаўна мы высветлілі, што сумесь з наначасціц золата і парашка аксіду тытана можа наўпрост ператвараць газ у спірт. Цяпер мы спрасцілі набор хімічных рэакцый, якія адбываюцца ў гэтым каталізатары, што дазволіла нам адмовіцца ад аксіду тытана. Эфект ад гэтага аказаўся неймаверным», — працягвае хімік.
Каталізатар, што створаны камандай Хатчынса, складаецца з трох кампанентаў: золата, паладыю і перакісу вадароду.
Яны «калектыўна» адрываюць адзін з атамаў вадароду ад малекул метану, якія збліжаюцца з наначасціцамі, і прымушаюць іх злучацца з малекуламі кіслароду, якія навукоўцы прапускалі праз раствор з каталізатарам.
Як адзначаюць навукоўцы, дадзеная рэакцыя адбываецца ўжо пры 50 градусах Цэльсія і нармальным атмасферным ціску, і яна вырабляе толькі малекулы спірту і невялікую колькасць мурашынай кіслаты і вуглякіслага газу.
Высокі ККД рэакцыі (больш за 90% сыравіны ператвараецца ў спірт), а таксама нізкі расход пераксіду вадароду, на думку Хатчынса, дазволяць яго стварэнню хутка знайсці сваё месца ў прамысловасці і пацясніць традыцыйныя спосабы вытворчасці метанолу.
Акрамя таго, падобны каталізатар, як лічыць навуковец, можна выкарыстоўваць для таго, каб у прамым сэнсе вырабляць спірт з паветра. Сёння ўсе нафтаздабываючыя вышкі спальваюць і выкідваюць у паветра вялікія колькасці метану, які можна падобным чынам перапрацоўваць у метанол, адначасова абараняючы Зямлю ад аднаго з самых небяспечных парніковых газаў і робячы здабычу нафты больш выгаднай і «эканамічнай».
Хто тая жанчына, якую Марзалюк у эфіры БТ абазваў «шваллю з Гродна», і што яна піша ў чатах? Расказваем пра доктарку Стэфановіч10
Каментары