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Nouvelle méthode pour convertir le méthane directement en méthanol développé

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Les chimistes à ETH Zurich et Paul Scherrer Institute ont trouvé une nouvelle, directe manière de convertir le méthane gazeux en industrie de méthanol-offre liquide la perspective d'employer le gaz, plutôt que simplement le brûlant, comme est actuellement pratiqué.

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Le méthane est un gaz abondant et peu coûteux. Bien que ce pourrait être une source d'énergie appropriée et une matière première pour l'industrie chimique, les quantités énormes de elle sont simplement consommation autour de monde-au-dessus de tous aux gisements de pétrole et raffineries.

« Sur des images satellites de la terre la nuit, le Moyen-Orient est brillamment illuminé. Ce n'est pas parce que la région a un nombre particulièrement élevé de grands, brillamment allumés règlements, mais plutôt en raison du méthane évasant aux gisements de pétrole, » dit Jeroen van Bokhoven, professeur de catalyse hétérogène à ETH Zurich et chef du laboratoire pour la catalyse et la chimie viable chez Paul Scherrer Institute (livre par pouce carré).

Une autre raison de cette approche inutile au méthane est que, actuellement, il n'est pas suffisamment rentable de convertir le gaz en méthanol en forme liquide, il est plus facile transporter qu'et plus réactif. Sur l'échelle industrielle, cette conversion est actuellement exécutée suivre une méthode indirecte, élaborée et grande consommatrice d'énergie qui implique la production des syngas comme étape intermédiaire.

Théoriquement, il est déjà possible de convertir le méthane en méthanol, utilisant cristallin, cuivre-contenant les composés en aluminium de silicium (zéolites) comme catalyseurs. Le processus implique d'activer le catalyseur aux températures- très élevées à 450 degrés de Celsius. Cependant, la réaction réelle entre le méthane et l'oxygène pour former le méthanol ne peut pas être effectuée aux températures sensiblement plus haut que 200 degrés, en tant que n'importe quel méthanol formé consommeraient immédiatement. Le navire de réaction doit donc être chauffé et refroidi à plusieurs reprises, qui est pourquoi cette approche ne l'a jamais transformé hors du laboratoire de recherches et en industrie.

Cependant, van Bokhoven et ses collègues ont maintenant démontré que ce cycle de réaction peut également avoir lieu à une température constante de 200 degrés. Ils ont réalisé ceci par un tour intelligent, utilisant le méthane loin à un à haute pression : 36 barres au lieu d'au-dessous de 1 barre, comme précédemment utilisée. Le « travail à une température constante fait ce un processus beaucoup plus facile à mettre en application dans l'industrie, » dit Patrick Tomkins, étudiant principal en groupe de van Bokhoven's à livre par pouce carré.

Par l'analyse utilisant la spectroscopie d'absorption de rayon X, les chercheurs pouvaient également prouver que, au niveau atomique, la réaction catalysée dans nouvelle méthode à basse température/à haute pression n'a pas lieu à la même position en tant qu'elle a fait dans la méthode à hautes températures existante. « En raison des centres actifs à haute pression et différents sont utilisés dans les zéolites de cuivre, » dit van Bokhoven.

La nouvelle approche ouvrir une nouvelle gamme des possibilités. « Dans le passé, scientifiques de catalyse a focalisé leur recherche sur les zéolites de cuivre pour cette réaction, parce que ce sont l'option la plus réussie dans la méthode à hautes températures, » il dit. « Nous avons également employé ces zéolites de cuivre pour l'étude actuelle. »

Pendant que la méthode à haute pression est catalysée différemment au niveau atomique, elle est maintenant intéressant étudier différents catalyseurs, y compris ceux qui n'ont pas été considérés jusqu'ici, dit van Bokhoven. Ceux-ci pourraient encore mieux être adaptés à la méthode à haute pression.

La recherche complémentaire se concentrera sur ces catalyseurs, en vue de développer un procédé facile, direct et efficace pour convertir le méthane en méthanol.