Các nhà nghiên cứu tại Đại học Illinois Chicago đã phát hiện ra cách chuyển metan trong khí tự nhiên thành metanol lỏng ở nhiệt độ phòng.
Khám phá này có khả năng cung cấp một nguồn năng lượng sạch hơn cho nhiều hoạt động hàng ngày của chúng ta. Nghiên cứu này đã được đăng trên cuốn Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ảnh minh họa. Nguồn: InternetKhi bị đốt cháy, khí tự nhiên - nhiên liệu được sử dụng để sưởi ấm nhà, nấu thức ăn và tạo ra điện - tạo ra carbon dioxide, một loại khí nhà kính mạnh.
Theo Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ, Hoa Kỳ đã tiêu thụ khoảng 31 nghìn tỷ feet khối khí tự nhiên vào năm 2019, đóng góp khoảng 1,6 gigatons carbon dioxide vào bầu khí quyển.
Một cách tốt hơn để sử dụng khí tự nhiên là chuyển nó thành metanol, một loại nhiên liệu lỏng đốt cháy sạch hơn và có thể được sử dụng để sản xuất xăng và chất dẻo. Nhưng việc chuyển đổi khí metan có trong khí tự nhiên thành metanol cần rất nhiều nhiệt và áp suất và tạo ra một lượng đáng kể khí carbon.
Meenesh Singh, trợ lý giáo sư kỹ thuật hóa học tại Đại học Kỹ thuật UIC cho biết: “Các nhà nghiên cứu đã chú ý đến cách chuyển đổi metan thành metanol ở nhiệt độ môi trường xung quanh để bỏ qua tất cả nhiệt và áp suất hiện đang được yêu cầu trong các quy trình công nghiệp để thực hiện quá trình chuyển đổi này.
Metanol cũng được cho là "nhiên liệu của tương lai", thúc đẩy "nền kinh tế metanol", nơi nó thay thế nhiên liệu hóa thạch trong vận chuyển, lưu trữ năng lượng và là nguyên liệu tiền chất chính cho các hóa chất tổng hợp và các sản phẩm khác. Metanol hiện đang được sử dụng trong công nghệ pin nhiên liệu cung cấp năng lượng cho một số xe buýt thành phố và các phương tiện khác. Singh cho biết tiềm năng phát thải thấp hơn và mật độ năng lượng thể tích cao hơn khiến nó trở thành một giải pháp thay thế lý tưởng cho nhiên liệu hóa thạch.
Singh nói: “Bên cạnh việc là một loại nhiên liệu đốt sạch hơn, khí metan cũng có thể được lưu trữ an toàn trong các thùng chứa thông thường, không giống như khí đốt tự nhiên, vốn phải được lưu trữ dưới áp suất và tốn kém hơn nhiều.
Nhiệt độ và áp suất cao được yêu cầu để phá vỡ các liên kết hydrocacbon trong khí metan, bước đầu tiên để sản xuất metanol. Nhưng Singh và sinh viên tốt nghiệp của UIC Aditya Prajapati đã xác định được một vật liệu xúc tác giúp giảm năng lượng cần thiết để phá vỡ các liên kết này để phản ứng có thể diễn ra ở nhiệt độ phòng.
Prajapati cho biết: “Chúng tôi đã có thể giảm nhiệt độ của quy trình công nghiệp từ hơn 200 độ C xuống nhiệt độ phòng khoảng 20 độ C.
Chất xúc tác của chúng bao gồm titan và đồng. Chất xúc tác cùng với một lượng nhỏ điện năng tạo điều kiện cho sự phá vỡ các liên kết hydrocacbon của metan và tạo thành metanol. Quy trình sử dụng ít năng lượng hơn nhiều so với các phương pháp truyền thống và bởi vì nó không yêu cầu máy móc tạo ra áp suất và nhiệt cao, nên có thể được thiết lập nhanh chóng và không tốn kém.
Singh nhận định, "Quy trình có thể được thực hiện trong một không gian nhỏ như một chiếc xe van và có thể di động để sử dụng phân tán khí tự nhiên và sản xuất metanol."
Singh và các đồng nghiệp đã nộp bằng sáng chế tạm thời cho quy trình này. Bằng sáng chế đang được quản lý thông qua Văn phòng Quản lý Công nghệ UIC.
Brianna Collins và Jason Goodpaster của Đại học Minnesota là đồng tác giả của bài báo.
Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210219095943.htm
Hà Trần (Theo ScienceDaily)
