de.wedoany.com-Bericht: Chemiker der Northwestern University haben eine neue Technologie entwickelt, die Erdgas ohne hohe Temperaturen oder Drücke in flüssigen Treibstoff umwandeln kann. Das Forschungsteam nutzte eine Plasmareaktion, um Methan in einem einzigen Schritt direkt in Methanol umzuwandeln, was einen saubereren und effizienteren Weg zur Methanolproduktion bietet.
„Wir verwenden Hochspannungsimpulse, um im Inneren des Reaktors ein blitzähnliches Plasma zu erzeugen“, sagte Dane Svir, der korrespondierende Autor der Studie. „Diese Methode kann die chemischen Bindungen von Methan aufbrechen, ohne das System auf extreme Temperaturen erhitzen zu müssen.“
Derzeit wird Methanol in der Industrie üblicherweise in einem mehrstufigen Prozess hergestellt: Zuerst reagiert Methan bei Temperaturen von über 800 Grad Celsius mit Dampf und wird in Kohlenmonoxid und Wasserstoff gespalten; dann werden diese unter hohem Druck – dem 200- bis 300-fachen des Normaldrucks – wieder zu Methanol kombiniert. Dieser Prozess verbraucht große Mengen an Energie und setzt Millionen Tonnen Kohlendioxid frei.
Das neue Verfahren benötigt nur Strom, Wasser und einen Kupferoxid-Katalysator. Das Team baute einen Reaktor aus einem porösen Glasrohr, das mit dem Kupferoxid-Katalysator beschichtet war, und ließ Methangas hindurchströmen, während elektrische Impulse angelegt wurden. Der Strom wandelt das Methan in ein Plasma um, das Wassermoleküle in hochreaktive Fragmente spaltet. Diese Fragmente rekombinieren zu Methanol, das sich sofort im Wasser löst.
Methanol ist einer der weltweit am häufigsten verwendeten chemischen Grundstoffe und wird zur Herstellung von Kunststoffen, Farben und Klebstoffen verwendet. In den letzten Jahren wird Methanol auch als vielversprechender sauberer Treibstoff angesehen, da seine Verbrennung weniger Schwefelemissionen und Feinstaubbelastung verursacht als Benzin oder Diesel.
„Mehr als 99 % des beobachtbaren Universums bestehen aus Plasma, aber in der Chemie ist es noch eine unzureichend genutzte Ressource“, sagte James He, Erstautor der Studie. „Wir verwenden kaltes Plasma, weil es uns erlaubt, Reaktionen bei niedrigen Temperaturen und normalem Atmosphärendruck durchzuführen.“
Der schnelle „Abschreck“-Prozess der neuen Methode kann die chemische Reaktion rechtzeitig stoppen und verhindern, dass Methan in Kohlendioxid zerfällt. Diese Forschung bietet einen elektrifizierten, emissionsarmen Alternativweg für die Methanolproduktion, der den Energieverbrauch und die Umweltauswirkungen herkömmlicher Verfahren reduzieren könnte.
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