Užrakino žaibą reaktoriuje. Ir taip sukūrė ekologišką ateities kurą (VIDEO) ()
Dėl novatoriškos technologijos, kurioje naudojami vandenyje panardintame vamzdyje esantys mini žaibai, metaną galima efektyviai paversti metanoliu. Šis metodas sumažina anglies dioksido išmetimą ir gali būti naudojamas net metano nuotėkio vietose, paverčiant jį tinkamu naudoti kuru.
© recraft.ai (Free Tier Assets) | https://www.recraft.ai
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
JAV Šiaurės vakarų universiteto chemikai padarė novatorišką atradimą, kuris gali pakeisti vienos iš svarbiausių pasaulyje degalų ir cheminių žaliavų gamybą.
Vietoj daugiapakopių, energiją eikvojančių pramoninių procesų tereikia kelių mažų žaibų stikliniame vamzdelyje, panardintame į vandenį.
Prestižiniame Amerikos chemijos draugijos žurnale paskelbtame tyrime profesoriaus Dayne'o Swearerio vadovaujama komanda pademonstravo, kaip metaną tiesiogiai paversti metanoliu, naudojant aukštos įtampos impulsus, generuojančius šaltąją plazmą. Procesas yra stebėtinai paprastas.
Northwestern researchers turned natural gas into liquid fuel in a single step ⚡
— Northwestern Engineering (@NorthwesternEng) April 17, 2026
Using mini "lightning bolts," @dayne_swearer and the Swearer Lab converted methane into methanol — a cleaner, electrified path to one of the world's most-used chemicals.https://t.co/sh37U31Oas pic.twitter.com/AIrtLerkpm
|
Akytas stiklinis vamzdelis, padengtas vario oksidu (CuO), panardinamas į vandenį. Per vamzdelį leidžiamas metanas (pagrindinis gamtinių dujų komponentas), praskiestas argonu. Kai elektrodams taikomi trumpi aukštos įtampos impulsai, vamzdelio viduje susidaro šalta plazma, primenanti miniatiūrinius žaibus. „Karšti“ elektronai nutraukia stabilius C-H ryšius metane, o susidarę reaktyvūs fragmentai susijungia su vandens molekulėmis ant katalizatoriaus paviršiaus ir sudaro metanolį.
Produktas iš karto ištirpsta vandenyje, neleisdamas toliau oksiduotis į CO2. Visas procesas vyksta kambario temperatūroje ir esant normaliam atmosferos slėgiui, kitaip nei tradiciniam metodui, kuriam reikalinga 250–300 °C temperatūra ir 50–100 barų slėgis (o senesniems procesams reikia net 200–300 barų).
Tyrėjai pasiekė 96,8 % metanolio selektyvumą skystojoje fazėje, o bendra metanolio išeiga – apie 57 %. Be to, proceso metu susidaro vertingi šalutiniai produktai, tokie kaip vandenilis (nulinės emisijos kuras), etilenas (plastikų žaliava) ir nedidelis kiekis propano.
„Mes naudojame aukštos įtampos impulsus. Kai elektros potencialas yra pakankamai didelis, reaktoriaus viduje blyksteli žaibas, kaip vasaros perkūnija. Mes naudojame šią cheminę reakciją metano jungtims nutraukti neįkaitindami visos sistemos iki ekstremalių temperatūrų“, – aiškina Dayne Sweareris.
Verta pabrėžti, kad etanolis yra pagrindinė cheminė žaliava, naudojama plastikų, dažų, klijų gamyboje ir kaip kuras, įskaitant laivybą.
Tačiau tradicinė gamyba iš gamtinių dujų yra itin daug energijos reikalaujanti ir išskiria milžiniškus CO2 kiekius. Naujasis metodas yra elektrifikuotas, gali veikti mažuose, paskirstytuose įrenginiuose ir netgi naudoja metaną iš nuotėkių (pvz., iš gręžinių ar dujotiekių), kuris šiandien dažnai tiesiog sudeginamas.
„Galėtume nedidelį reaktorių perkelti į vietą, iš kurios metanas išsiskiria į atmosferą, ir paversti jį transportuojamu skystu kuru, o ne anglies dioksidu“, – pabrėžia Sweareris. Kol kas tai yra laboratorinė demonstracija. Tyrėjai planuoja toliau optimizuoti ir efektyviai atskirti metanolį.
Šiuo metu energijos suvartojimas yra apie 46,7 kWh vienam metanolio kilogramui. Tai yra konkurencinga elektrifikuotam procesui, tačiau pramoniniam mastui jį dar reikia tobulinti.
Nepaisant to, tyrimas rodo, kad plazma, kuri sudaro daugiau nei 99 % Visatos materijos, turi potencialo tapti praktine tvarios chemijos priemone.
