Forskere finder nye måder at udnytte spildt metan på

Den primære komponent i naturgas, metan, er i sig selv en potent drivhusgas. En nylig undersøgelse, tilknyttet Sydkoreas Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) har afsløret en højtydende katalysator til omdannelse af metan til formaldehyd.

Dette gennembrud er blevet ledet af professor Kwang-jin Ahn og hans team på School of Energy and Chemical Engineering ved UNIST i samarbejde med professor Ja Hun Kwak (School of Energy and Chemical Engineering, UNIST), Professor Eun Duck Park fra Ajou University, og professor Yoon Seok Jung fra Hanyang University.

I dette arbejde, teamet har præsenteret en fremragende 'methanoxidase katalysator' bestående af nanomaterialer. Dette materiale har en stabil struktur og høj reaktivitet ved høje temperaturer, øge effektiviteten af ​​omdannelse af metan til formaldehyd mere end dobbelt så meget som før.

Metan, ligesom olie, kan omdannes til nyttige ressourcer gennem kemiske reaktioner. Hovedingrediensen i skifergas, hvilket tiltrækker opmærksomhed i USA i de seneste år, er metan, og teknologien til at skabe ressourcer med høj værdi med dette materiale anerkendes også som vigtig. Problemet er, at metans kemiske struktur er så stabil, at den ikke let reagerer på andre stoffer. Indtil nu, metan er primært blevet brugt som brændstof til opvarmning og transport.

En høj temperatur over 600 ° C er påkrævet for at gennemføre en reaktion, der ændrer metans kemiske struktur. Derfor, en katalysator med en stabil struktur og opretholdelse af reaktivitet i dette miljø er påkrævet. Tidligere har vanadiumoxid (V ₂ O ₂ ) og molybdænoxid (MoO ₃ ) var kendt for at være de bedste katalysatorer. Når disse katalysatorer blev brugt, formaldehydkonverteringen af ​​metan var mindre end 10 procent.

Professor Ahn lavede en katalysator, der kunne omdanne metan til formaldehyd ved hjælp af nanomaterialer. Formaldehyd er en nyttig ressource, der i vid udstrækning bruges som råmateriale til baktericider, konserveringsmidler, funktionelle polymerer og lignende.

Katalysatoren har en kerneskalstruktur bestående af vanadiumoxid-nanopartikler omgivet af en tynd aluminiumsfilm, med aluminiumskallen omkring vanadiumoxidpartiklerne. Skallen beskytter kornet og holder katalysatoren stabil og opretholder stabilitet og reaktivitet selv ved høje temperaturer.

Faktisk, når den katalytiske reaktion blev testet med dette materiale, vanadiumoxid -nanopartikler uden aluminiumskaller havde et strukturelt tab ved 600 ° C. og tabt katalytisk aktivitet. Imidlertid, nanopartikler fremstillet af kerneskalstrukturer forblev stabile, selv ved høje temperaturer. Som resultat, effektiviteten ved at omdanne metan til formaldehyd steg med mere end 22 procent. Det forvandlede metan til en nyttig ressource med mere end dobbelt så effektivitet.

"De katalytiske vanadiumoxid -nanopartikler er omgivet af en tynd aluminiumsfilm, som effektivt forhindrer agglomerering og strukturel deformation af de indre partikler, "siger Euiseob Yang fra Institut for Kemiteknik ved UNIST deltog som den første forfatter til denne undersøgelse." Gennem den nye struktur til at dække atomlaget med nanopartikler, termisk stabilitet og reaktivitet på samme tid. "

Denne forskning er særlig bemærkelsesværdig med hensyn til forbedring af katalysatorområdet, som ikke har gjort store fremskridt i 30 år. Den katalytiske teknologi til fremstilling af formaldehyd i metan har ikke gjort store fremskridt, siden den blev patenteret i USA i 1987.

"Højeffektiv katalysatorteknologi er blevet udviklet ud over grænserne for den teknologi, der er forblevet som en langtidsholdbar teknologi, "siger professor Ahn." Værdien er høj som en næste generations energiteknologi, der udnytter rigelige naturressourcer. "

Han tilføjer, "Vi planlægger at udvide katalysatorfremstillingsteknologien og katalysatorprocesprocessen, så vi kan udvide vores laboratoriepræstationer industrielt. Katalysatorteknologien har en betydelig effekt på den kemiske industri og bidrager til den nationale kemiske industri. Jeg vil udvikle en praktisk teknologi, der kan gøre det. "