Преобразование метана в ценные химические вещества и жидкое топливо является одной из первостепенных задач современной химии. Но разработчик различных видов катализаторов компания Siluria Technologies утверждает, что эта проблема будет скоро решена.
Их изобретение является катализатором, который эффективно превращает метан в этилен — сырье для более чем двух третей мирового производства химических веществ.
Дешевый и эффективный способ превращения метана в жидкие химические вещества избавит химическую промышленность от необходимости использовать дорогую и грязную нефть. Однако метан крепкий орешек: четыре атома водорода «выстроились» вокруг единственного атома углерода и для того, чтобы «разбить» эту конструкцию, нужно столько энергии, что процесс часто выходит из-под контроля и молекулы сгорают. В итоге вместо полезных продуктов получается углекислый газ.
Насколько сложна эта проблема, иллюстрирует опыт фирмы Catalytica. Она потратила пять лет и более 10 млн долл. на разработку сложного катализатора и процесса по превращению метана в метанол, но процесс оказался слишком дорогостоящим и неэффективным.
Химики Siluria Technologies пошли по другому пути. Они использовали необычный вирус длиной 900 нанометров и шириной 9 нанометров. Он служит в качестве шаблона для формирования нанопроводов. С его помощью можно создать бесконечное разнообразие потенциальных катализаторов, достаточно правильно подобрать исходные компоненты и «нарастить» их на шаблон.
Ученым удалось создать из этой нанопроволоки новый катализатор, который может перерабатывать метан при температурах на несколько сотен градусов ниже, чем лучшие существующие катализаторы, которые работают при температурах 800-950°C. Снижение требований к техпроцессу сделает коммерческую переработку метана более привлекательной. К тому же катализатор из нанопроволоки обеспечивает максимальные качество и выход этилена. Его промышленное использование может снизить затраты на химическую промышленность на десятки млрд долл. в год и сократить глобальные выбросы углекислого газа более чем на 100 млн тонн.
В следующем году планируется проверка процесса в лабораторном масштабе в прототипе реактора. После непрерывной работы системы в течение тысяч часов наступит черед коммерческой демонстрации и менее чем за пять лет новый метод может стать основным процессом химической промышленности.