伊利诺伊大学芝加哥分校 燃烧天然气中的甲烷会导致碳排放,但甲烷转化为液体甲醇是一种更清洁的燃料
荣誉:阿迪蒂亚·普拉贾帕蒂和米内斯·辛格/UIC 伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员发现了一种在室温下将天然气中的甲烷转化为液态甲醇的方法
这一发现发表在《美国国家科学院院刊》上,有可能为我们的许多日常活动提供更清洁的能源
当燃烧时,天然气——用于加热房屋、烹饪食物和发电的燃料——会产生二氧化碳,一种强有力的温室气体
根据美国
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美国能源信息管理局
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2019年消耗了大约31万亿立方英尺的天然气,贡献了大约1
60亿吨二氧化碳排放到大气中
使用天然气的更好方法是将其转化为甲醇,这是一种燃烧更清洁的液体燃料,可用于生产汽油和塑料
但是将天然气中的甲烷转化为甲醇需要大量的热量和压力,并且本身会产生大量的二氧化碳
“研究人员一直对在环境温度下将甲烷转化为甲醇的方法感兴趣,以避开目前工业过程中进行这种转化所需的所有热量和压力,”UIC工程学院化学工程助理教授、该论文的相应作者米内斯·辛格说
甲醇也被认为是“未来的燃料”,推动了“甲醇经济”,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
甲醇目前用于燃料电池技术,为一些城市公交车和其他车辆提供动力
辛格说,其较低的排放潜力和较高的体积能量密度使其成为化石燃料的一种有吸引力的替代品
辛格说:“甲烷除了是一种燃烧更清洁的燃料外,还可以安全地储存在常规容器中,这与天然气不同,后者必须在压力下储存,而且价格昂贵得多。”
需要大量的热和压力来破坏甲烷气体中的烃键,这是生产甲醇的第一步
但是辛格和UIC大学的研究生阿迪蒂亚·普拉贾帕蒂发现了一种催化剂材料,这种材料有助于降低打破这些键所需的能量,从而使反应能够在室温下进行
普拉贾帕蒂说:“我们已经能够将工业过程的温度从200摄氏度降低到室温,也就是20摄氏度左右。”
他们的催化剂由钛和铜组成
该催化剂与少量的电一起促进了甲烷烃键的断裂和甲醇的形成
这种方法比传统方法消耗的能量少得多,而且因为它不需要机械来产生高压和热量,所以可以快速而廉价地安装
“我们的过程不需要集中化,”辛格说
“它可以在像面包车一样小的空间内实施,并且便于天然气的分布式利用和甲醇的制造
" 辛格和他的同事已经为这一工艺申请了临时专利,并预计它每天可以转化几升甲醇
该专利由UIC技术管理办公室管理
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