Новости химической науки > Одновременно получить электричество и метанол – это возможно

Исследователи из Японии разработали новую топливную ячейку, способную конвертировать метан в метанол при умеренных температурах.

Хотя метанол уже десятилетия используют в качестве моторного топлива для автогонок, его широкое использование ограничивается высокой стоимостью производства из метана, даже несмотря на то, что метан является главным компонентом природного газа. Процесс окисления метана до метанола обычно неселективен, сопровождается его полным сгоранием и обычно требует высоких температур и высоких давлений.

Прямое окисление метана в метанол может быть реализовано при атмосферном давлении при температуре от 50 до 250 градусов Цельсия. (Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed., 2008, DOI: 10.1002/anie.200703928)

Исследовательская группа Такаши Хибино (Takashi Hibino) из Университета Нагойи разработала новый способ превращения метана в метанол, который может быть реализован при умеренной температуре (80ºC) и атмосферном давлении. Для этого в качестве электролита водородно-воздушной топливной ячейки был использован фосфата олова, активированный небольшой примесью индия.

Топливные ячейки обычно используют для получения электричества из водорода и кислорода, в ходе этого процесса также образуются радикалы кислорода.

Исследователи обнаружили, что одновременное введение метана и водорода в водородную топливную ячейку позволяет использовать радикалы кислорода для окисления метана в метанол при температурах, меньших, чем обычно характерных для этого процесса. Поскольку прибор может использовать для конвертирования химической энергии в электрическую, «побочным продуктом» в работе прибора является электрический ток.

Хотя новая ячейка может одновременно производить электричество и метанол, реакционная способность метана невелика, что приводит к необходимости многократной циркуляции непрореагировавшего метана.

Несмотря на этот недостаток новой системы, Хибино уверен в возможности ее масштабирования до уровня промышленного процесса. Он отмечает, что стратегическая цель – замена новой системой обычных химических заводов по производству метанола.

Источник: Angew. Chem. Int. Ed., 2008, DOI: 10.1002/anie.200703928

метки статьи: #кинетика и катализ, #физическая химия, #химическая технология