室温下将甲烷转化为液态甲醇的新方法-江苏化工网

美国伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员发现了一种在室温下将天然气中的甲烷转化为液态甲醇的方法。这一成果发表在美国《国家科学院学报》的发现栏目上，该方法可能会为我们的许多日常活动提供更清洁的能源。

天然气燃料可用于家庭取暖、烹饪食物和发电，但其燃烧后会产生温室气体二氧化碳。根据美国能源信息署的数据，2019年美国消耗了约31万亿立方英尺的天然气，向大气中排放了约160亿吨二氧化碳。

使用天然气的更好方法是将其转化为甲醇。甲醇是一种液体燃料，燃烧更干净，可用于生产汽油和塑料。但是，将天然气中的甲烷转化为甲醇需要大量的热量和较高的压力，转化过程本身会产生大量二氧化碳。

“研究人员一直对在环境温度下将甲烷转化为甲醇的新方法感兴趣，希望能避开目前工业转化过程中所需的热量和压力。”论文作者、伊利诺伊大学芝加哥分校工程学院化学工程助理教授辛格说。

甲醇被认为有望在运输、储能方面取代化石燃料并成为合成化学品和其他产品的主要原料。甲醇目前用于燃料电池技术，为一些城市公交车和其他车辆提供动力。辛格说，较低的碳排放潜力和更高的体积能源密度，使甲醇成为有吸引力的化石燃料替代品。

辛格说：“除了燃烧更清洁外，甲醇还可以安全地储存在普通容器中。这与天然气不同，天然气必须在一定压力下储存，而且成本要高得多。”

生产甲醇的第一步是需要大量的热量和以一定的压力来打破甲烷的碳氢键。辛格和伊利诺伊大学芝加哥分校研究生阿迪亚・普拉贾帕蒂在研究中发现了一种催化剂材料，有助于降低化学反应所需的能量，反应可以在室温下发生。

普拉贾帕蒂说：“我们能够将反应温度从200多摄氏度降低到20摄氏度左右。”

他们发现的这种催化剂由钛和铜组成，辅以少量电力，有助于打破甲烷的碳氢键并形成甲醇。与传统方法相比，这种工艺消耗的能量要少得多，而且由于不需要机械来产生高压，因此可以快速、廉价地实现。

“我们的工艺不需要集中式运营，”辛格说，“可以在像面包车这样小的空间内实现，有利于天然气的分布式利用和甲醇制造。”

辛格和他的同事已经为这项研究申请了临时专利，该专利由伊利诺伊大学芝加哥分校技术管理办公室管理。