Los científicos de la USC han desbloqueado una vía nueva y más eficiente para convertir el metano, un gas potente que contribuye al cambio climático, directamente en productos químicos básicos para la fabricación de plásticos, agroquímicos y productos farmacéuticos.
En una investigación publicada el 4 de diciembre en el Revista de la Sociedad Americana de Química , los químicos del Instituto de Investigación de Hidrocarburos Loker de USC dicen que han encontrado una manera de ayudar a utilizar este abundante y peligroso gas de efecto invernadero, que generalmente se quema o quema para producir energía.
Entre los gases de efecto invernadero comunes, el dióxido de carbono a menudo se cita como el mayor culpable de atrapar el calor en la tierra, contribuyendo al cambio climático. Sin embargo, no es el más potente.
Esa distinción pertenece al metano. Según el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático, el metano atrapa el calor y calienta el planeta 86 veces más que el dióxido de carbono en un horizonte de 20 años.
Más combustible, menos emisiones, uso reducido de energía
El autor principal Patrice TD Batamack, el autor principal GK Surya Prakash y Thomas Mathew del Instituto de Investigación de Hidrocarburos Loker de la USC utilizaron un catalizador llamado H-SAPO-34, derivado de una clase de cristales nanoporosos llamados zeolitas.
Este método simple de convertir metano directamente en etileno y propileno, u olefinas, reemplazaría los procesos tradicionalmente difíciles, costosos e ineficientes que agregan gases de efecto invernadero a la atmósfera. La mayoría del etileno y propileno se produce a partir del petróleo y el esquisto bituminosocraqueo líquido, que consume enormes cantidades de energía.
Cuando el primer ganador del Premio Nobel de la USC, George Olah, convirtió el metano en olefinas en 1985, el proceso requirió tres pasos. Desde entonces, los investigadores lo redujeron a dos, pero el equipo de Loker es el primero en realizar la conversión con un solocatalizador basado en zeolitas.
"El tiempo de contacto es la clave para que este catalizador efectivo y simple produzca combustible utilizable a partir de metano. En bienes raíces, dicen, ubicación, ubicación, ubicación. En química, todo se trata de condición, condición, condición", dijo Prakash.
Las emisiones globales de metano han aumentado desde 2007 y la producción es particularmente mala en los Estados Unidos. Según un estudio reciente de la Universidad de Harvard, los Estados Unidos podrían ser los únicos responsables de hasta el 60 por ciento del crecimiento mundial del metano atmosférico causado por el hombreemisiones durante este siglo.
Contribuyendo al aumento global es el aumento de la oferta de ganado y campos de arroz en países como India y China, los dos líderes en la producción total de metano, según el Banco Mundial.
'Si el problema es el carbono, el carbono tiene que ser la solución'
Si bien es el más potente de nuestros populares gases de efecto invernadero, e incluso después de la mayor fuga de metano en la historia de los EE. UU. En la instalación de almacenamiento de gas natural de Aliso Canyon hace unos años, no hay signos de que la producción abundante de metano disminuya en el corto plazo.
El fracking de esquisto bituminoso y otras técnicas de extracción de recursos están aumentando las reservas de gas natural, y los científicos de Loker creen que el metano pronto se convertirá en la materia prima más popular para producir productos petroquímicos.
Hace unos 30 años, Prakash y su mentor Olah comenzaron a refinar el concepto de "La economía del metanol", una serie de soluciones basadas en metanol que mitigan el ciclo de producción de gases de efecto invernadero que están acelerando el cambio climático.
Aunque es similar en estructura y nombre, el metano no es directamente intercambiable con el metanol, aunque la mayoría del metanol se produce sintéticamente a partir del metano. El metano es un gas natural y el compuesto más simple de un carbono que contiene hidrocarburos.
Al reducir aún más los pasos necesarios para convertir eficientemente el metano en olefinas, los científicos de Loker pueden habernos acercado mucho más a la realización de uno de los pasos originales establecidos en "La economía del metanol".
"Si el problema es el carbono, el carbono tiene que ser la solución. Hay mucho metano en el mundo y es más fácil y seguro convertirlo en productos que realmente podemos usar", dijo Prakash.
Esta investigación fue posible con el apoyo del Instituto de Investigación de Hidrocarburos Loker de USC y el Departamento de Energía de EE. UU.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad del Sur de California . Original escrito por Ian Chaffee. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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