Il metanolo liquido è ampiamente utilizzato come materia prima per altri prodotti chimici e ha anche un notevole potenziale come fonte di carburante alternativa. Però, la conversione del metano, il componente principale dell'abbondante gas naturale, in metanolo è attualmente ottenuta mediante un processo indiretto che richiede calore e pressione elevati.

Ora i ricercatori hanno scoperto un nuovo approccio che consente la conversione diretta del metano in metanolo utilizzando l'ossigeno molecolare in condizioni di reazione molto più blande.

Un team collaborativo guidato da Graham J. Hutchings presso il Cardiff Catalysis Institute, e Christopher J. Kiely alla Lehigh University, hanno utilizzato nanoparticelle colloidali di oro-palladio (Au-Pd) per ossidare direttamente il metano a metanolo con elevata selettività in soluzione acquosa a basse temperature. I loro risultati sono stati pubblicati in un articolo in Scienza oggi:"I colloidi Au-Pd acquosi catalizzano l'ossidazione selettiva di CH4 a CH3OH con O2 in condizioni blande".

"Il nostro lavoro ha dimostrato che se è possibile stabilire una fornitura stabile di radicali metilici, ad esempio, incorporando una quantità molto piccola di perossido di idrogeno nella miscela di reazione, quindi l'ossidazione selettiva del metano in metanolo utilizzando l'ossigeno molecolare è del tutto fattibile, " disse Kiely, il professore senior di scienza dei materiali e ingegneria chimica di Harold B. Chambers a Lehigh.

Quest'ultima scoperta è stata guidata dalla collaborazione di lunga data di Kiely e Hutchings sullo sviluppo di nanoparticelle di Au-Pd come catalizzatori efficaci per molte altre reazioni.

Secondo Kiely, i ricercatori sono rimasti sorpresi nello scoprire che per procedere con questa particolare reazione avevano bisogno che le nanoparticelle di Au-Pd esistessero come colloidi fluttuanti in una soluzione di perossido di idrogeno molto debole in cui hanno iniettato metano pressurizzato e gas ossigeno.

"Di solito quando usiamo nanoparticelle di Au-Pd come catalizzatori, sono quasi sempre disperse su supporti di ossido ad alta superficie come il titanio, " disse Kiely. "In questo caso però, la presenza del supporto ceramico si è rivelata altamente dannosa."

Nell'industria chimica il metano viene attualmente convertito indirettamente in metanolo attraverso la produzione di gas di sintesi (CO + H2) ad alte temperature e pressioni, che è un processo costoso e ad alta intensità energetica. I processi candidati più promettenti scoperti fino ad oggi per la conversione diretta del metano in metanolo tendono ad essere complessi, inefficiente, e spesso richiedono temperature molto elevate e ambienti di reazione aggressivi.

"Il nuovo approccio semplificato che abbiamo dimostrato ci avvicina di un passo al rendere la conversione diretta del metano in metanolo una proposta praticabile, " ha detto Kiely.