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Migliore catalizzatore da gas a metanolo
Ricercatori in Germania hanno sviluppato un nuovo catalizzatore per convertire il metano, il componente principale del gas naturale, in un combustibile liquido, il metanolo. Il catalizzatore potrebbe rendere la conversione diretta del metano in metanolo più economica rispetto ai catalizzatori esistenti, ma probabilmente non sarà all'altezza del Santo Graal della chimica degli idrocarburi, un catalizzatore che consente al gas naturale di sostituire i combustibili petroliferi su larga scala.
Idea solida: Micrografia di un nuovo catalizzatore, composto principalmente da carbonio, azoto e platino, utilizzato per convertire il metano in un combustibile liquido (metanolo).
Il nuovo catalizzatore si basa su uno dei pochi catalizzatori che convertono il metano direttamente in metanolo, a basse temperature, senza produrre molta anidride carbonica o altri sottoprodotti indesiderati. Quel catalizzatore, sviluppato da Roy Periana , ora professore di chimica allo Scripps Research Institute, si è rivelato troppo costoso per essere commercializzato.
Il nuovo catalizzatore, descritto nella prima versione online della rivista chimica applicata , ha risolto uno dei principali problemi con il catalizzatore di Periana, afferma Ferdi Schuth , direttore del Max Planck Institute for Coal Research, che ha guidato il lavoro. Poiché il catalizzatore di Periana è un liquido disciolto in acido solforico, è difficile da riciclare, un problema serio perché il catalizzatore richiede il costoso platino metallico. Il nuovo catalizzatore è un solido, afferma Schüth, e quindi è molto più facile da riciclare perché può essere rimosso dall'acido solforico semplicemente con dei filtri.
Schüth afferma che la scoperta del catalizzatore solido è stata fortuita. I suoi colleghi avevano sviluppato un polimero con una struttura molecolare che riconobbe essere simile al catalizzatore di Periana. È stato in grado di incorporare il platino in quella struttura e ha mostrato che il catalizzatore solido risultante ha funzionato così come la versione liquida.
I combustibili a base di metano potrebbero essere significativamente più puliti di quelli a base di petrolio. Inoltre, la fornitura di gas naturale è vasta, con grandi forniture ora accessibili con nuove tecniche di perforazione e ordini di grandezza più potenzialmente disponibili sotto forma di idrati di metano sul fondo dell'oceano. Ma poiché è un gas, il metano è più costoso da trasportare e meno conveniente da usare nei veicoli rispetto ai combustibili liquidi, e finora i metodi chimici per convertirlo in liquido sono stati costosi.
Sebbene il nuovo catalizzatore risolva uno dei problemi con il catalizzatore Periana, non è affatto il problema più grande, afferma Jay Labinger , professore associato in chimica al Caltech. Periana, infatti, afferma che lo sviluppo di una versione solida del suo catalizzatore non sarà sufficiente per commercializzarlo. Sta lavorando a nuovi catalizzatori che utilizzano meccanismi simili ma materiali più economici ed efficaci.
I due problemi chiave sono problemi tipici per i catalizzatori sperimentali: non funzionano abbastanza velocemente, il che aumenta le dimensioni e il costo delle apparecchiature necessarie e non producono concentrazioni sufficientemente elevate del prodotto desiderato, rendendo costoso separare il prodotto da altri prodotti chimici. Labinger stima che i tassi del nuovo catalizzatore tedesco debbano aumentare di un ordine di grandezza e Periana afferma che le concentrazioni devono aumentare da tre a cinque volte.
Periana suggerisce, tuttavia, che il catalizzatore tedesco possa offrire nuove direzioni di ricerca, soprattutto se i meccanismi coinvolti nella produzione del metanolo sono diversi dal suo catalizzatore liquido. In effetti, Schüth afferma che un componente chiave del catalizzatore di Periana, il cloro, non è necessario con la nuova forma, suggerendo che potrebbe funzionare con mezzi diversi. Nel frattempo, sta anche sviluppando catalizzatori che utilizzano materiali diversi. Uno è promettente, dice, producendo metanolo a velocità due volte più veloci del catalizzatore liquido di Periana.