periodická tabulka
autor: Offnfopt, zdroj: Wikipedia, licence obrázku public domain

Metanol z metanu – konečně efektivně

Dosud neexistovala možnost využívat metan v chemické výrobě tak, aby se to ekonomicky vyplatilo. Tým vědců z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR vytvořil a popsal nová, unikátní reakční centra, která dovedou aktivovat kyslík dosud neznámým způsobem – rozštěpit ho. A pak ho použít k oxidaci metanu na metanol. Zásadní roli zde hraje zeolit.
„Zeolit je zjednodušeně děravý křemen a jeho jedinečnost spočívá v tom, že atomy křemíku a kyslíku vytvářejí propojenou strukturu kanálků a dutin, do kterých se vejdou menší molekuly. Když jsou v kanálech přítomná reakční centra, stávají se zeolity ideálním materiálem pro využití v katalýze,“ vysvětluje Jiří Dědeček, šéf vědeckého týmu z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR.
Společně s Edytou Tabor a Štěpánem Sklenákem se intenzivně věnuje využití zeolitů pro katalýzu redoxních reakcí. A jednou z nich je přeměna metanu na metanol. Ta je vzhledem k nízké reaktivitě metanu v současnosti jednou z největších výzev v oblasti heterogenní katalýzy a přitahuje obrovskou pozornost.

Proč je důležité a složité získat metanol
Metanol nabízí velmi široké využití jako surovina pro chemickou výrobu nebo alternativní palivo. Získávat ho z metanu však dosud nebylo výhodné. Metan je přitom hlavní složkou zemního plynu, a je tedy levný a snadno dostupný. Bohužel, dosud se využívá především jako palivo. Navíc je přeprava plynu a jeho skladování o hodně komplikovanější než v případě ropy.
Přeměna metanu na kapalné produkty a jeho využití v chemické výrobě je zatím možné pouze nepřímými, energeticky, technologicky a ekonomicky velmi náročnými procesy. Konečná cena výsledného produktu, např. metanolu, je pak většinou nepřijatelná.
Tým Jiřího Dědečka ale objevil v zeolitu katalyzátor, který dokáže přeměnit metan přímo na metanol pomocí molekulárního kyslíku s uspokojivou efektivitou. „Přímá oxidace metanu na metanol molekulárním kyslíkem představuje cestu, jak výrazně snížit náklady na výrobu metanolu, a přibližuje nás tak k získání technologií pro výrobu levnějších paliv, ale i mnoha dalších průmyslově využitelných produktů,“ říká Jiří Dědeček.

Stačí pokojová teplota, pára není potřeba
Aktivizaci kyslíku – jeho štěpení – zajišťují dva kationty přechodového kovu (např. železa) naproti sobě, ale výrazně dále od sebe než v enzymech (ve vzdálenosti asi 7 desetimiliontin milimetru). Ty společně dovedou roztrhnout molekulu kyslíku, a to již při pokojové teplotě. Tento unikátní systém se úspěšně povedlo využít pro vytvoření systémů pro oxidaci metanu na metanol jako možného základu technologie pro využití metanu.
Za vytvoření a popsání struktury a reaktivity nových, unikátních typů reakčních kationtových center přechodových kovů v zeolitové matrici a jejich využití při oxidaci metanu na metanol získali Jiří Dědeček, Edyta Tabor a Štěpán Sklenák ocenění Česká hlava v kategorii Invence.
„Kromě schopnosti rozštěpit molekulární kyslík a oxidovat metan na metanol i za laboratorní teploty vykazuje nová metoda další unikátní vlastnost,“ upozorňuje Jiří Dědeček.
„Metanol vzniklý oxidací metanu se již za laboratorní teploty rovněž spontánně uvolňuje do plynné fáze. Jedná se o velmi podstatnou výhodu proti ostatním katalyzátorům schopným selektivně oxidovat metan molekulárním kyslíkem, kde je navíc nezbytné k uvolnění metanolu aplikovat vodní páru. To pak vede k destrukci aktivních center a výsledně k jejich tak nízké aktivitě, že jsou v praxi nepoužitelné,“ dodává Jiří Dědeček.

tisková zpráva Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR

Systém šesti exoplanet se synchronizovaným pohybem je záhadou

Podobné rezonance drah pozorujeme ve Sluneční soustavě u trojice Jupiterových velkých měsíců Io, Europa a …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close