Gli scienziati dell'USC hanno sbloccato un nuovo, percorso più efficiente per convertire il metano - un potente gas che contribuisce al cambiamento climatico - direttamente in prodotti chimici di base per la produzione di materie plastiche, agrochimici e farmaceutici.

In una ricerca pubblicata il 4 dicembre su Giornale della Società Chimica Americana , i chimici dell'USC Loker Hydrocarbon Research Institute affermano di aver trovato un modo per aiutare a utilizzare questo gas serra abbondante e pericoloso, che viene generalmente bruciato o bruciato per produrre energia.

Tra i comuni gas serra, l'anidride carbonica è spesso citata come il più grande colpevole di intrappolare il calore sulla terra, contribuendo al cambiamento climatico. Però, non è il più potente.

Questa distinzione appartiene al metano. Secondo il Gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici, il metano intrappola il calore e riscalda il pianeta 86 volte di più dell'anidride carbonica in un orizzonte di 20 anni.

Più carburante, meno emissioni, ridotto consumo di energia

L'autore principale Patrice T. D. Batamack, l'autore senior G. K. Surya Prakash e Thomas Mathew dell'USC Loker Hydrocarbon Research Institute hanno utilizzato un catalizzatore chiamato H-SAPO-34, derivato da una classe di cristalli nanoporosi chiamati zeoliti.

Questo semplice metodo per convertire il metano direttamente in etilene e propilene, o olefine, sostituirebbe ciò che è tradizionalmente difficile, caro, e processi inefficienti che aggiungono gas serra all'atmosfera. La maggior parte dell'etilene e del propilene è prodotta dal cracking di olio di petrolio e liquido di scisto, che consuma enormi quantità di energia.

Quando il primo vincitore del premio Nobel della USC, Giorgio Olah, trasformato il metano in olefine nel 1985, il processo ha richiesto tre passaggi. Da allora, i ricercatori lo hanno ridotto a due passaggi, ma il team di Loker è il primo a realizzare la conversione con un unico catalizzatore a base di zeoliti.

"Il tempo di contatto è la chiave per questo catalizzatore efficace e semplice per produrre carburante utilizzabile dal metano. Nel settore immobiliare, dicono, Posizione, Posizione, Posizione. In chimica, si tratta di condizioni, condizione, condizione, " disse Prakash.

Le emissioni globali di metano sono aumentate dal 2007 e la produzione è particolarmente scarsa negli Stati Uniti. Secondo un recente studio dell'Università di Harvard, gli Stati Uniti potrebbero essere gli unici responsabili fino al 60 percento della crescita globale delle emissioni di metano nell'atmosfera causate dall'uomo durante questo secolo.

Contribuire all'impennata globale è l'aumento dell'offerta di bestiame e risaie in paesi come India e Cina, i due leader nella produzione totale di metano, secondo la Banca Mondiale.

'Se il problema è il carbonio, il carbonio deve essere la soluzione'

Pur essendo il più potente dei nostri popolari gas serra, e anche dopo la più grande perdita di metano nella storia degli Stati Uniti presso l'impianto di stoccaggio di gas naturale di Aliso Canyon alcuni anni fa, non ci sono segni che l'abbondante produzione di metano rallenti presto.

Il fracking di scisto e altre tecniche di estrazione delle risorse stanno aumentando le riserve di gas naturale, e gli scienziati di Loker ritengono che il metano potrebbe presto diventare la più popolare di tutte le materie prime per la produzione di prodotti petrolchimici.

Circa 30 anni fa, Prakash e il suo mentore Olah hanno iniziato a perfezionare il concetto di "L'economia del metanolo, " una miriade di soluzioni a base di metanolo che mitigano il ciclo di produzione dei gas serra che stanno accelerando il cambiamento climatico.

Sebbene simili nella struttura e nel nome, il metano non è direttamente intercambiabile con il metanolo, sebbene la maggior parte del metanolo sia prodotta sinteticamente dal metano. Il metano è un gas naturale e il più semplice composto a un carbonio contenente idrocarburi.

Riducendo ulteriormente i passaggi necessari per convertire in modo efficiente il metano in olefine, gli scienziati di Loker potrebbero averci avvicinato molto di più alla realizzazione di uno dei passaggi originali descritti in "L'economia del metanolo".

"Se il problema è il carbonio, il carbonio deve essere la soluzione. C'è molto metano da girare nel mondo ed è diventato più facile e sicuro trasformarlo in prodotti che possiamo effettivamente usare, '", ha detto Prakash.