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UIC研究人员发现新方法 可在室温下将天然气中的甲烷转化为甲醇

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研究人员解析催化剂结构-性能关系 减少内燃机排放

58京牌 ,伊利诺伊大学芝加哥分校(University of Illinois Chicago)的研究人员发现一种新方法,可在室温下将天然气中的甲烷转化为液态甲醇,有可能为日常生活提供更清洁的能源。

(图片来源:UIC)

天然气燃料可用于家庭取暖、烹饪食物和发电,但在燃烧时会产生二氧化碳。更好的使用方法是将其转化为甲醇,这是一种液体燃料,燃烧清洁度更高,并且可用于生产汽油和塑料。然而,将天然气中的甲烷转化为甲醇,需要很高的热量和压力,还会产生大量二氧化碳。UIC工程学院(UIC College Of Engineering)的化学工程助理教授Meenesh Singh表示:“为了解决这一问题,研究人员比较关注在常温下将甲烷转化为甲醇的方法。”

甲醇也被视为“未来的燃料”,具有低排放潜力和高体积能量密度,有望在运输、能源储存方面取代化石燃料,并成为合成化学品和其他产品的主要前体材料。目前,甲醇用于燃料电池技术,为一些城市公交车和其他车辆提供动力。Singh表示:“甲烷燃料不仅燃烧更清洁,还可以安全储存于常规容器中。这一点与天然气不同,后者必须压力储存,成本更高。”

生产甲醇的第一步是,通过很高的热量和压力,打破甲烷气体中的碳氢键。Singh和UIC研究生Aditya Prajapati发现一种催化剂材料,有助于降低打破这些键所需的能量,以便在室温下进行反应。Prajapati表示:“我们已经能够将该工业过程的温度从200℃以上降低至室温,也就是20℃左右。”

这种催化剂由钛和铜构成,辅以少量电力,可以促进甲烷碳氢键断裂,生成甲醇。与传统方法相比,这一过程消耗的能源要少得多。而且,不需要通过机械装置来产生高压和热量,所以生产速度快、成本低。研究人员表示:“我们的工艺不需要集中式运营,只需面包车那么小的空间即可实施,并且便于天然气的分布式利用和制造甲醇。”

Singh及其同事已为这一工艺申请了临时专利,预计每天可以转化几升甲醇。

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