Ученые нашли новый способ превратить метан в спирт

Ученые из США и Бельгии разработали метод, позволяющий превращать метан в метанол (метиловый спирт) при комнатной температуре с помощью специального катализатора.

Метан относится к парниковым газам, и его концентрация в земной атмосфере продолжает расти. Примерно 4% всех выбросов парниковых газов приходится на метан, который попадает в атмосферу в процессе добычи и транспортировки природного газа, а также в результате его утечек.

Превращение газообразного метана в жидкий метанол позволяет снизить объем этих выбросов, а сам метанол может быть использован в качестве топлива или при производстве краски и пластика. Проблема заключается в том, что известные реакции, превращающие метан в метанол, происходят только при большом давлении и высокой температуре.

Теперь исследователи нашли способ обойти это ограничение с помощью катализатора, в роли которого выступают кристаллы железосодержащего минерала цеолита. Такое свойство этих кристаллов было известно и ранее, но зачастую при их использовании начавшаяся реакция быстро затухала. Новое исследование показало, что течение реакции по превращению метана в метанол зависит от размера отверстий в пористой структуре цеолита, состоящего из железа, алюминия, кремния и кислорода.

Когда метан (CH₄) попадает в поры цеолита, то содержащееся в кристаллах железо лишает молекулы газа одного атома водорода, оставляя метильные радикалы (CH₃), которые могут превращаться в метанол (CH₃OH), но зачастую они покидают кристаллы цеолита, что приводит к прекращению реакции. Свежее исследование показало, что использование кристаллов цеолита с порами меньшего размера позволяет сохранять больше метиловых радикалов для поддержания реакции. Кроме того, использование таких кристаллов позволяет повторно использовать 40% активных центров катализатора для запуска реакции. 

Этот показатель все еще далек от идеала, но ученым удалось сделать серьезный шаг на пути к созданию промышленного способа переработки метана в метанол.

_{Использованы материалы: Science, New Atlas}