Forskare vid University of Illinois Chicago har upptäckt ett sätt att omvandla metanen i naturgas till flytande metanol vid rumstemperatur.

Denna upptäckt, rapporteras i tidningen Förfaranden från National Academy of Sciences , kan möjligen ge en renare energikälla för många av våra dagliga aktiviteter.

Vid bränning, naturgas - bränslet som används för att värma hem, laga mat och generera el - producerar koldioxid, en kraftfull växthusgas.

Enligt U.S. Energy Information Administration, USA förbrukade cirka 31 biljoner kubikfot naturgas under 2019, som bidrar med cirka 1,6 gigaton koldioxid till atmosfären.

Ett bättre sätt att använda naturgas skulle vara att omvandla den till metanol, ett flytande bränsle som brinner renare och kan användas för att producera bensin och plast. Men att omvandla metan som finns i naturgas till metanol kräver mycket värme och tryck och genererar en betydande mängd koldioxid i sig.

"Forskare har varit intresserade av sätt att omvandla metan till metanol vid omgivningstemperaturer för att kringgå all värme och tryck som för närvarande krävs i industriella processer för att utföra denna omvandling, "sa Meenesh Singh, biträdande professor i kemiteknik vid UIC College of Engineering och motsvarande författare till uppsatsen.

Metanol anses också vara "bränslet i framtiden, "driver en" metanolekonomi "där den ersätter fossila bränslen inom transport, energilagring och som det dominerande föregångsmaterialet för syntetiska kemikalier och andra produkter. Metanol används för närvarande i bränslecellsteknologi som driver vissa stadsbussar och andra fordon. Dess lägre utsläppspotentialer och högre volymetriska energitäthet gör den till ett attraktivt alternativ till fossila bränslen, Sa Singh.

"Förutom att vara ett renare brinnande bränsle, metan kan också förvaras säkert i vanliga behållare, till skillnad från naturgas, som måste förvaras under tryck och som är mycket dyrare, "Sa Singh.

Höga mängder värme och tryck krävs för att bryta kolvätebindningarna i metangas, det första steget i att producera metanol. Men Singh och UIC -doktoranden Aditya Prajapati har identifierat ett katalysatormaterial som hjälper till att få ner energin som behövs för att bryta dessa bindningar så att reaktionen kan äga rum vid rumstemperatur.

"Vi har kunnat sänka temperaturen på den industriella processen från mer än 200 grader Celsius till rumstemperatur, som är runt 20 grader Celsius, "Sa Prajapati.

Deras katalysator består av titan och koppar. Katalysatorn, tillsammans med en liten mängd el, underlättar brytningen av metanets kolvätebindningar och bildandet av metanol. Processen använder mycket mindre energi än traditionella metoder, och eftersom det inte kräver maskiner för att producera högt tryck och värme, det kan ställas in snabbt och billigt.

"Vår process behöver inte vara centraliserad, "Singh sa." Det kan implementeras i ett utrymme så litet som en skåpbil och är bärbart för distribuerat utnyttjande av naturgas och tillverkning av metanol. "

Singh och kollegor har lämnat in ett provisoriskt patent på processen och förväntar sig att den kan omvandla några liter metanol om dagen. Patentet hanteras genom UIC Office of Technology Management.