Ученые разработали технологию получения метанола из природного газа с помощью плазмы, имитирующей молнию в стеклянной трубке. Это позволяет отказаться от экстремальных температуры и давления, снизить энергозатраты и превращать метан в ценные продукты за один этап.
Традиционный метод производства метанола требует чрезвычайно высоких энергозатрат. При температуре 800°C пар разделяет метан на углекислый газ и водород, после чего эти газы рекомбинируют под давлением, в 200–300 раз превышающим атмосферное. Этот многоступенчатый процесс не только энергоемкий, но и сам сопровождается выбросами CO₂. Кроме того, метанол настолько реактивен, что в обычных условиях быстро вступает в дальнейшие реакции и превращается в CO₂, поэтому ключевая задача — остановить реакцию в нужный момент.
Новая система использует короткие высоковольтные импульсы для создания плазмы внутри заполненного водой реактора. Метан подается через пористую стеклянную трубку с катализатором на основе оксида меди. При импульсах газ на короткое время превращается в плазму, образуя высокореактивные фрагменты метана и воды, которые быстро рекомбинируют в метанол. Последний мгновенно растворяется в окружающей воде, что «замораживает» реакцию и предотвращает дальнейшее разложение метанола.
Для повышения эффективности в систему добавлен аргон. В плазме он становится реактивным, стабилизирует процесс и сокращает количество нежелательных побочных продуктов. В результате установка с высокой селективностью производит метанол, а также ценные этилен (сырье для пластика) и водород (безуглеродное топливо). Отказ от экстремальных температуры и давления значительно снижает затраты, энергопотребление и негативное воздействие на окружающую среду, а сам процесс проходит в один этап.
Пока технология работает в лабораторных условиях, но при успешном масштабировании ее можно использовать, например, на местах утечек метана, превращая этот мощный парниковый газ в жидкое топливо вместо его сжигания в CO₂.