美國伊利諾伊大學芝加哥分校的研究人員發現了一種在室溫下將天然氣中的甲烷轉化為液態甲醇的方法。這一成果發表在美國《國家科學院學報》的發現欄目上，該方法可能會為我們的許多日常活動提供更清潔的能源。
天然氣燃料可用于家庭取暖、烹飪食物和發電，但其燃燒后會產生溫室氣體二氧化碳。根據美國能源信息署的數據，2019年美國消耗了約31萬億立方英尺的天然氣，向大氣中排放了約160億噸二氧化碳。
使用天然氣的更好方法是將其轉化為甲醇。甲醇是一種液體燃料，燃燒更干凈，可用于生產汽油和塑料。但是，將天然氣中的甲烷轉化為甲醇需要大量的熱量和較高的壓力，轉化過程本身會產生大量二氧化碳。
“研究人員一直對在環境溫度下將甲烷轉化為甲醇的新方法感興趣，希望能避開目前工業轉化過程中所需的熱量和壓力。”論文作者、伊利諾伊大學芝加哥分校工程學院化學工程助理教授辛格說。
甲醇被認為有望在運輸、儲能方面取代化石燃料并成為合成化學品和其他產品的主要原料。甲醇目前用于燃料電池技術，為一些城市公交車和其他車輛提供動力。辛格說，較低的碳排放潛力和更高的體積能源密度，使甲醇成為有吸引力的化石燃料替代品。
辛格說：“除了燃燒更清潔外，甲醇還可以安全地儲存在普通容器中。這與天然氣不同，天然氣必須在一定壓力下儲存，而且成本要高得多。”
生產甲醇的第一步是需要大量的熱量和以一定的壓力來打破甲烷的碳氫鍵。辛格和伊利諾伊大學芝加哥分校研究生阿迪亞?普拉賈帕蒂在研究中發現了一種催化劑材料，有助于降低化學反應所需的能量，反應可以在室溫下發生。
普拉賈帕蒂說：“我們能夠將反應溫度從200多攝氏度降低到20攝氏度左右。”
他們發現的這種催化劑由鈦和銅組成，輔以少量電力，有助于打破甲烷的碳氫鍵并形成甲醇。與傳統方法相比，這種工藝消耗的能量要少得多，而且由于不需要機械來產生高壓，因此可以快速、廉價地實現。
“我們的工藝不需要集中式運營，”辛格說，“可以在像面包車這樣小的空間內實現，有利于天然氣的分布式利用和甲醇制造。”
辛格和他的同事已經為這項研究申請了臨時專利，該專利由伊利諾伊大學芝加哥分校技術管理辦公室管理。
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