Nature: новая технология превращает 80% метана в этанол

Международная группа ученых из Китая и Великобритании достигла значительного прорыва в области низкоуглеродной химической конверсии, разработав фотокаталитический метод преобразования метана в этанол с высокой селективностью и эффективностью. Исследование опубликовано в научном журнале Nature.

В основе технологии лежит использование ковалентного триазинового каркаса (CTF-1) — полимера, который образует уникальное внутримолекулярное соединение между бензольными и триазиновыми единицами.

Это соединение увеличивает продолжительность жизни и эффективное разделение фотогенерированных зарядов, обеспечивает предпочтительную адсорбцию кислорода (O2) и воды (H2O) на разных участках, что облегчает образование связи углерод-углерод (C–C). Также вещество снижает риск переокисления промежуточных продуктов до CO2 и воды.

Добавление платины в катализатор дополнительно повышает скорость производства этанола.

Такой подход позволил превращать метан в этанол с селективностью около 80%. Это значит, что из всего количества метана, которое вступило в реакцию, 80% превратилось в этанол. Остальные 20% могли преобразоваться в другие продукты, такие как углекислый газ, вода или другие углеводороды.

Метан — основной компонент природного и сланцевого газа, но его химическая инертность затрудняет эффективное использование. Традиционные методы конверсии, такие как синтез-газ, требуют высоких температур (>700°C) и давлений (∼20 бар), что делает их энергоемкими и дорогостоящими.

Этанол служит не только важным химическим сырьем, но и идеальным носителем жидкого водорода. Его легче хранить и транспортировать по сравнению с газообразным водородом, что делает его перспективным для использования в низкоуглеродном транспорте и промышленности.