Metan je černý kůň globálního oteplování. Je ho sice méně než oxidu uhličitého, ale je to 34krát účinnější skleníkový plyn. Proto je metan na seznamu nežádoucích plynů a v poslední době se mu věnuje velká pozornost. Zdroje metanu jsou rozmanité a různé jsou i možnosti, jak s ním naložit. Metan z průmyslu se často spaluje, ale je to z bláta do louže, protože vzniká oxid uhličitý.
Často zvažovaným řešením je přeměna metanu na metanol. To je velmi zajímavá surovina pro široké spektrum produktů, od paliv přes plasty až po konstrukční materiály. Háček je v tom, že taková přeměna obvykle vyžaduje vysoké teploty a tlaky, díky čemuž je náročná na energii. Odborníci proto v posledních letech experimentují s katalyzátory a hledají takový, který by umožnil prakticky využitelnou výrobu metanolu z metanu za přijatelné, nejlépe pokojové teploty a tlaku. Zajímají se například o katalyzátory z titanu, mědi nebo zeolitu.
Výzkumný tým, kterému šéfoval Martin Schröder z britské University of Manchester, vyvinul nový postup pro přeměnu metanu na metanol, který využívá jako katalyzátor jednu z pozoruhodných kovoorganických „koster“ MOF (Metal-organic framework). MOFy jsou extrémně porézní látky, jejichž póry navíc mohou obsahovat rozmanité molekuly, které se v tomto případě podílejí na katalýze.
Jak to funguje? Nejprve se smísí metan s kyslíkem a s vodou. Vzniklá směs poté nepřetržitě protéká skrz granule z MOFu. Když jsou tyto granule vystaveny slunečnímu záření, spustí se chemická reakce, která přeměňuje plynný metan na kapalný metanol. Ten je pak možné snadno oddělit a výroba metanolu je hotová. Nejobtížnější částí je přerušení vazeb mezi uhlíkem a vodíkem v molekule metanu, ab bylo možné vložit kyslík a vytvořit metanol. V tomto případě to mají na starost molekuly umístněné na struktuře MOFu. Absorbují sluneční záření a následně uvolní elektrony, které se připojí k protékajícím molekulám kyslíku a metanu a dojde ke vzniku metanolu.
Testy s novým katalyzátorem prokázaly, že je účinný a opakovaně použitelný. Je možné jej propláchnout a použít nejméně 10krát po sobě, pro minimálně 200 hodin reakčního času. Vývoj katalyzátoru stále probíhá, ale je slibný a v dohledné době by mohl pomoci jak se snížením emisí metanu, tak i snížit zátěž z výroby metanolu. Podle Schrödera je to jako by našli svatý grál vědy o katalyzátorech.
Literatura
Diskuze:
