Forskare har länge kämpat med att generera och lagra väte, den typ som en dag kan utgöra ryggraden för bränsleceller för förnybar energi som får våra bilar att röra sig, värma våra hus och hjälpa till att producera mat, på ett sätt som inte heller påskyndar klimatförändringarna eller på annat sätt skadar miljön.

I forskning som publicerades tidigare i år i Journal of the American Chemical Society , kemister vid USC Loker Hydrocarbon Research Institute skisserade en kolneutral metod för att göra just det, med lite hjälp av den enklaste alkohol som man känner till:metanol.

Seniorförfattare GK Surya Prakash, Nobelpriset i kemi vinnare Olah 1994 i sin sista stora uppsats och deras team vid USC Dornsife College of Letters, Konst och vetenskap utarbetade ett sätt att producera och lagra väte från metanol, utan samtidig produktion av antingen kolmonoxid eller koldioxid, genom att fånga den i organiska derivat av ammoniak som kallas aminer.

Den välkända ångreformeringsprocessen som vanligtvis används för att extrahera väte från metanol, kallade metanolreformatorn, producerar traditionellt kolmonoxid och koldioxid som en del av denna extraktionsprocess. Koldioxid är en växthusgas som orsakar global uppvärmning och försurning av havet.

Forskningen visar bara ytterligare ett sätt kol har frigjorts från cykeln för att skapa och lagra bränslen via metanol, stöder Olah och Prakashs långvariga vision om en helt förnybar "metanolekonomi".

Minskar beroende av fossila bränslen som släpper ut koldioxid

"Metanolekonomin" är ett koncept som Olah-Prakash-teamet först började förädla i mitten av 1990-talet, strax efter den tid Olah blev USC:s första nobelpristagare för sina bidrag till karbokationer, namnet som Olah själv myntade på joner som har en positivt laddad kolatom.

Enligt Olah och Prakash, målet med en metanolbaserad ekonomi skulle vara att utveckla förnybara energikällor, ledd av metanol, som kan mildra problemet med klimatförändringar som orsakas av koldioxidutsläpp, liksom USA:s beroende av andra länder för energi, särskilt olja.

Behovet av att kompensera råoljeförbrukningen har bara ökat under de mellanliggande decennierna sedan Olah och Prakash började sin forskning. Vid den tiden, den globala förbrukningen av olja var cirka 70 miljoner fat; det antalet förväntas bli cirka 100 miljoner redan nästa år.

Länder som Kina har redan påbörjat övergången från petroleum. I början av seklet, metanolanvändningen där var försumbar men står nu för mer än 500, 000 fat varje dag, även om mycket av det är kolbaserat, som kan skapa sin egen problematiska kolavrinning.

Forskningen i Prakash, Olah och deras team har fokuserat på att hitta ett sätt att utvinna vätebränsle från metanol på sätt som inte bara är koldioxidneutrala, men kan till och med vara koldioxidpositiv.

Rötterna till en kolfri framtid

Metanol, kallas ibland "träsprit, "är den enklaste alkoholen som kan produceras, kräver bara vatten, koldioxid och energi.

Medan metanol lagrar hälften av energin från traditionell petroleumbaserad bensin, ljuset som brinner hälften så starkt brinner också renare, utan sot, partiklar eller andra rester. Enligt Naturvårdsverket förbränningen av metanol ger i allmänhet också mindre skadliga växthusgaser i form av kväveoxider.

Metanol nedbryts snabbt. Den har traditionellt tillverkats av naturgas och kan vara frätande för äldre bilrör och -hölje, fast mycket mindre för nyare generationer av bilar. Metanol är ett mer effektivt bränsle för att ersätta bensin eller diesel, men det ger färre mil till gallon på grund av dess lägre energitäthet.

Metanol har också länge varit uppskattat av racerförare för dess högre oktan på kortare banor och eftersom det ger klarare rök, förhindra hopar. Också, till skillnad från vanlig petroleumbaserad bensin, vatten är effektivt för att bekämpa metanolbaserade bränder, även om de rent brinnande elden ofta syns osynliga i dagsljus. Dock, tillsatser kan också enkelt sättas till metanol för att öka synligheten.

Metanol används också redan i råkemisk produktion av alla petroleumbaserade kemikalier och produkter.

Som ett bevis på dess elegans, enkelhet och allestädes närvarande, metanol förekommer naturligt i små mängder i jordens atmosfär, och det finns till och med enorma moln av det som flyter i de stjärnbildande områdena i rymden. Olah, Prakash och kollegor publicerade forskning förra året för att undersöka skillnaderna mellan metanolbildning både terrestriskt och utomjordiskt.

Prakash, som arbetat med Olah i mer än 40 år, sade "Olah var en jätte av en kemist och en stor visionär som hade ett profetiskt tillvägagångssätt för att lösa tuffa problem. Han hade ett anmärkningsvärt minne och var ganska intuitivt. Han var mycket läsbar, han kunde historia och filosofi och uppskattade musik och konst. Han var en glupsk läsare. Han kan beskrivas som en renässansman. "