Метан — главный компонент природного газа — обычно просто сжигают, хотя он мог бы стать сырьем для химической промышленности. Но теперь ученые нашли способ превращать его в метанол, используя только воду и электричество.

Россия — мировой лидер по запасам газа (24,3% от общемировых), и по некоторым оценкам его хватит еще на 90 лет. Но большая часть залежей — трудноизвлекаемые. При этом газ в основном идет на сжигание, а не на химические процессы, хотя из него можно делать метанол, ацетилен и другие ценные вещества.

Метанол — перспективный продукт.

Его применяют:

• в химической промышленности (для производства формальдегида, уксусной кислоты);
• как топливо для судов и топливных элементов.

Новый метод, описанный в издании Science Advances, позволяет получать метанол без катализаторов — только за счет катионов-радикалов воды, которые создаются в разрядном реакторе. Эффективность процесса — 35%, а использование водорода достигает 67%. Это в 100 раз продуктивнее известных каталитических методов.

Катион-радикалы воды — это заряженные частицы (H₂O⁺˙), которые образуются при пропускании электричества через воду. Они крайне реакционноспособны и могут расщеплять метан.

В исследовании участвовали ученые из Восточно-китайского технологического университета, расположенного в городе Наньчан, из Центра онкологических исследований университета ТКМ провинции Цзянси, из лаборатории неорганического синтеза Цзилиньского университета, а также из Института экологии и химической инженерии, относящегося к Шанхайскому университету. В научных изысканиях приняли участие двое россиян: Константин Чингин и Роман Балабин. Последний отметил:

Нам удалось собрать команду специалистов из разных областей — это и привело к успеху.

Если технологию масштабируют, она может изменить газохимию: метан станет не просто топливом, а основой для экологичного производства.

Польза исследования

• Снижение выбросов CO₂ — метанол можно использовать вместо сжигания метана.
• Дешевое сырье — вода и электричество доступнее, чем сложные катализаторы.
• Новые рынки для газа — особенно для России, где огромные, но сложные месторождения.

Отметим, что пока метод испытан только в лаборатории. Для промышленности важно:

• как быстро изнашивается реактор;
• можно ли добиться такой же эффективности в непрерывном режиме, а не в периодическом.

Ранее ученые открыли способ улучшения катализатора для получения метанола из углекислого газа.