Разработана технология получения метанола из природного газа с помощью плазмы, имитирующей молнию в стеклянной трубке. Благодаря этому в будущем можно будет отказаться от использования экстремальных температур и давления.
Традиционный метод производства метанола требует чрезвычайно высоких энергозатрат. Процесс проходит при температуре 800 градусов Цельсия, где пар разделяет метан на углекислый газ и водород. Затем газы рекомбинируют под давлением, которое в 200–300 раз превышает атмосферное.
Такой многоступенчатый метод не только энергоёмкий, но и сопровождается выбросами углекислого газа. К тому же метанол настолько реактивен, что в обычных условиях быстро вступает в дальнейшие реакции и превращается обратно в углекислый газ. Поэтому важно вовремя остановить реакцию.
Новая система использует короткие высоковольтные импульсы для создания плазмы внутри заполненного водой реактора. Метан подаётся через пористую стеклянную трубку с катализатором на основе оксида меди.
При подаче импульсов газ на короткое время превращается в плазму. Благодаря этому образуются высокореактивные фрагменты метана и воды. Эти фрагменты быстро пересобираются в метанол, что делает процесс его создания безопасным.
«Метанол мгновенно растворяется в окружающей воде, что замораживает реакцию и предотвращает дальнейшее разложение вещества», — пояснили ученые.
Для повышения эффективности в систему добавлен аргон. В плазме он становится реактивным, стабилизирует процесс и сокращает количество нежелательных побочных продуктов. В результате установка производит не только метанол, но также этилен, используемый как сырьё для пластика, и водород, который может служить безуглеродным топливом.
Отказ от экстремальных температур и давления значительно снижает затраты, энергопотребление и негативное воздействие на окружающую среду. При этом весь переход происходит в один этап.
Пока технология работает только в лабораторных условиях. Однако при успешном масштабировании её можно будет использовать, например, для переработки метана на местах его утечек, превращая мощный парниковый газ в жидкое топливо вместо сжигания.
