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Neue Methode für die Umwandlung des Methans direkt in das Methanol entwickelt

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Chemiker an ETH Zürich und Paul Scherrer Institute haben eine neue, direkte Weise gefunden, gasförmiges Methan in flüssige Methanol-Angebotindustrie umzuwandeln die Aussicht der Anwendung des Gases, eher als es einfach, weg brennend, wie z.Z. geübt wird.

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Methan ist ein reichliches und billiges Gas. Obgleich es eine passende Energiequelle und ein Grundmaterial für die chemische Industrie sein könnte, sind enorme Quantitäten von ihr einfach Verbrauch um Welt-über allen an den Ölfeldern und Raffinerien.

„Auf Satellitenbildern von Erde nachts, wird der Mittlere Osten hell belichtet. Dieses ist nicht weil die Region eine besonders hohe Anzahl große hat, hell beleuchtete Regelungen, aber eher wegen des Methans, das an den Ölfeldern sich erweitert,“ sagt Jeroen van Bokhoven, Professor der heterogenen Katalyse an ETH Zürich und Kopf des Labors für Katalyse und stützbare Chemie beim Paul Scherrer Institute (P/in).

Ein anderer Grund für diese kostspielige Annäherung an Methan ist, dass z.Z. es nicht genug rentabel ist, das Gas in Methanol in der flüssigen Form umzuwandeln, die einfacher zu transportieren und reagierender ist. Auf der industriellen Ebene wird diese Umwandlung z.Z. unter Verwendung einer indirekten, durchdachten und energie-intensiven Methode durchgeführt, die die Produktion von syngas als Zwischenschritt miteinbezieht.

Theoretisch ist Kupfer-enthält es bereits möglich, Methan in das Methanol, unter Verwendung kristallenen umzuwandeln und Silikonaluminiummittel (Zeolith) als Katalysatoren. Der Prozess bezieht mit ein, den Katalysator bei den sehr hohen Temperaturen-oben zu 450 Grad zu aktivieren Celsius. Jedoch kann die tatsächliche Reaktion zwischen dem Methan und Sauerstoff, zum des Methanols zu bilden nicht bei den Temperaturen erheblich höher durchgeführt werden, als 200 Grad, als jedes mögliches gebildete worden Methanol sofort aufbrauchen würden. Das Reaktionsgefäß muss deshalb erhitzt werden und wiederholt abgekühlt werden, das ist, warum diese Annäherung es nie aus dem Forschungslabor heraus und in Industrie gemacht hat.

Jedoch haben van Bokhoven und seine Kollegen jetzt gezeigt, dass dieser Reaktionszyklus bei einer konstanten Temperatur von 200 Grad auch stattfinden kann. Sie erzielten dieses durch einen klugen Trick, unter Verwendung des Methans an einem weit Hochdruck: 36 Stangen anstelle darunter 1 Stange, wie vorher verwendet. „Das Arbeiten bei einer konstanten Temperatur macht dieses einen viel einfacheren in der Industrie einzuführen Prozess,“ sagt Patrick Tomkins, Vorlagenstudenten in Gruppe van Bokhovens an P/in.

Durch Analyse unter Verwendung der RöntgenstrahlAbsorptionsspektroskopie, waren die Forscher auch in der Lage, zu zeigen, dass, auf dem Atomniveau, die katalysierte Reaktion in der neuen niedrigtemperatur-/Hochdruckmethode nicht in der gleichen Position als sie tat in der vorhandenen Hochtemperaturmethode stattfindet. „Infolge der Hochdruck-, verschiedenen aktiven Mitten werden in den kupfernen Zeolith verwendet,“ sagt van Bokhoven.

Das neue Konzept eine neue Reihe der Möglichkeiten erschließen. „In der Vergangenheit, fokussierten Katalysenwissenschaftler ihre Forschung auf kupfernen Zeolith für diese Reaktion, weil diese die erfolgreichste Wahl in der Hochtemperaturmethode sind,“ er sagt. „Wir benutzten auch diese kupfernen Zeolith für die gegenwärtige Studie.“

Während die Hochdruckmethode anders als auf dem Atomniveau katalysiert wird, ist sie jetzt wert die Untersuchung von verschiedenen Katalysatoren, einschließlich die, die nicht bis jetzt betrachtet worden sind, sagt van Bokhoven. Diese würden sogar besser zur Hochdruckmethode entsprochen möglicherweise.

Forschung der weiteren Verfolgung konzentriert sich auf diese Katalysatoren, angesichts des Entwickelns eines einfachen, direkten und leistungsfähigen Prozesses für die Umwandlung des Methans in Methanol.