这将是气候、原材料资源和化学工业的三重胜利。柏林马普研究所弗里茨哈伯研究所的科学家们希望通过他们的工作，这将是气候、原材料资源和化学工业的三重胜利。柏林马普研究所弗里茨哈伯研究所的科学家们希望通过他们的工作，可以为从石油生产过程中通常燃烧的甲烷中提取有用的化学产品(如塑料)奠定基础。他们正在研究如何设计一种催化剂，能够比目前更有效地将甲烷转化为乙烯。现在他们发现了一个突破性的线索。
每年约有1400亿立方米的甲烷被燃烧，这些甲烷是在全球石油生产过程中逸出的。这大大超过了德国2019年预计的900亿立方米天然气。这不仅加剧了气候变化，还浪费了不可再生的化石燃料。然而，由于各种石油生产场所意外提取的甲烷相对较少，因此修建管道或液化厂将毫无用处。然而，如果甲烷可以经济地转化为化学工业感兴趣的物质，运输甲烷是值得的。一种这样的物质是乙烯，它是聚乙烯和许多其他产品的原料。这些几乎全部由原油构成。不幸的是，将甲烷直接转化为乙烯的化学反应发生在高温下。马普学会弗里茨哈伯研究所研究小组负责人安妮特特朗施克(Annette Trunschke)说：“这不仅消耗大量能源，还会导致很大一部分甲烷燃烧，形成不良副产品二氧化碳。”“因此，这还没有意义。”
钠是一种必需的成分。
化学家和她的团队想要改变这种情况。这就是为什么他们将注意力转向该过程的决定性成分：由钠、锰、钨和硅制成的催化剂。虽然目前只有700摄氏度，但它有助于将甲烷化学转化为乙烯。为了开发一种在较低温度下工作(即较少能量输入)且仅促进所需产物形成的催化剂，化学家首先需要知道催化剂中对该反应重要的是什么。根据Trunschke小组的研究，这种必需成分是钠。
特伦施克说，“到目前为止，关于催化剂中的哪种元素对甲烷转化为乙烯至关重要，有许多理论。”“令人惊讶的是，钠是所有重要的成分，因为它实际上应该在反应的高温下蒸发”。然而，研究发现了其他问题。在高温下，碱金属转化为具有催化活性的氧化钠。由于与催化剂其他组分的密切相互作用，氧化物在短时间内仅释放少量，因此可以防止蒸发。“这清楚地表明，只需要催化剂的其他成分来释放和稳定催化剂的活性形式，”Trunschke说。
标签：
免责声明：本文由用户上传，如有侵权请联系删除！