El aumento del suministro y el costo optimizado del gas natural han empujado a las industrias químicas a buscar activamente nuevas formas de convertir metano, el componente principal del gas natural, en etileno, un hidrocarburo ampliamente utilizado en productos químicos como el plástico. Acoplamiento oxidativo de metanoOCM es de gran interés como un método potencialmente eficiente, pero aún no se ha vuelto comercialmente práctico por varias razones, por ejemplo, la temperatura de reacción de más de 700ºC requiere equipos costosos con alta resistencia al calor, lo que aumenta el costo de producción.
Los científicos de la Universidad de Waseda descubrieron un nuevo mecanismo de reacción para realizar OCM a una temperatura tan baja como 150ºC. La nueva reacción catalítica encontrada en el estudio, que demostró un alto rendimiento y actividad catalítica, se realizó en un campo eléctrico y podría proporcionarun método más rentable de sintetizar etileno en el futuro.
Sus hallazgos fueron publicados en línea en el Revista de Química Física C el 22 de enero de 2018.
"La realización de OCM en un campo eléctrico redujo drásticamente la temperatura de reacción, y logramos sintetizar eficientemente hidrocarburos C2, incluido el etileno, a partir del oxígeno en la atmósfera con metano", dice Shuhei Ogo, profesor asistente de química catalítica en Waseda.
Explica que al aplicar un campo eléctrico, el oxígeno de la red de un catalizador se activa y se convierte en una especie de oxígeno reactivo incluso a baja temperatura, como 150ºC. "El mecanismo de reacción redox, que repite el consumo y la regeneración del oxígeno reactivoespecies en la superficie del catalizador, mantiene el ciclo de reacción catalítica en marcha ". Los informes sobre este fenómeno no tienen precedentes, y los resultados de este estudio se consideran los primeros de su tipo en el mundo.
Este mecanismo de reacción puede reducir el costo de producción de etileno porque las fuentes de calor de alta temperatura y los dispositivos de intercambio de calor a gran escala se vuelven innecesarios, reduciendo el costo de las instalaciones y su gestión también. No solo los fabricantes a gran escala, sino también los pequeñoslos pozos de gas de tamaño mediano con escalas de producción más pequeñas también pueden beneficiarse del costo reducido.
"Los resultados de este estudio se pueden utilizar para varios tipos de reacción catalítica que se produce mediante un mecanismo de reacción redox, al tiempo que proporciona una alta selectividad y estabilidad, así como eficiencia energética a baja temperatura", agrega Ogo.
El grupo de investigación planea investigar más a fondo el catalizador altamente activo y selectivo en el campo eléctrico.
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Materiales proporcionado por Universidad de Waseda . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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