I ricercatori dell'Università dell'Illinois di Chicago hanno scoperto un modo per convertire il metano del gas naturale in metanolo liquido a temperatura ambiente.

Questa scoperta, riportato sul giornale Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , potrebbe potenzialmente fornire una fonte di energia più pulita per molte delle nostre attività quotidiane.

Quando bruciato, gas naturale, il combustibile utilizzato per riscaldare le case, cuocere il cibo e generare elettricità:produce anidride carbonica, un potente gas serra.

Secondo la US Energy Information Administration, gli Stati Uniti hanno consumato circa 31 trilioni di piedi cubi di gas naturale nel 2019, apportando circa 1,6 gigatonnellate di anidride carbonica nell'atmosfera.

Un modo migliore per utilizzare il gas naturale sarebbe convertirlo in metanolo, un combustibile liquido che brucia in modo più pulito e può essere utilizzato per produrre benzina e plastica. Ma convertire il metano che si trova nel gas naturale in metanolo richiede molto calore e pressione e genera una quantità significativa di anidride carbonica.

"I ricercatori si sono interessati ai modi per convertire il metano in metanolo a temperatura ambiente per eludere tutto il calore e la pressione attualmente richiesti nei processi industriali per eseguire questa conversione, " disse Meenesh Singh, assistente professore di ingegneria chimica presso l'UIC College of Engineering e corrispondente autore del documento.

Si pensa anche che il metanolo sia il "carburante del futuro, " guidando una "economia del metanolo" in cui sostituisce i combustibili fossili nei trasporti, stoccaggio di energia e come materiale precursore dominante per prodotti chimici di sintesi e altri prodotti. Il metanolo è attualmente utilizzato nella tecnologia delle celle a combustibile che alimenta alcuni autobus urbani e altri veicoli. I suoi potenziali di emissione più bassi e la maggiore densità di energia volumetrica lo rendono un'alternativa interessante ai combustibili fossili, ha detto Singh.

"Oltre ad essere un combustibile più pulito, il metano può essere stoccato tranquillamente anche in normali contenitori, a differenza del gas naturale, che deve essere immagazzinato sotto pressione e che è molto più costoso, " ha detto Singh.

Sono necessarie elevate quantità di calore e pressione per rompere i legami idrocarburici nel gas metano, il primo passo nella produzione di metanolo. Ma Singh e lo studente laureato dell'UIC Aditya Prajapati hanno identificato un materiale catalizzatore che aiuta a ridurre l'energia necessaria per rompere questi legami in modo che la reazione possa avvenire a temperatura ambiente.

"Siamo stati in grado di ridurre la temperatura del processo industriale da oltre 200 gradi Celsius a temperatura ambiente, che è di circa 20 gradi Celsius, " disse Prajapati.

Il loro catalizzatore è composto da titanio e rame. Il catalizzatore, insieme a una piccola quantità di elettricità, facilita la rottura dei legami idrocarburici del metano e la formazione di metanolo. Il processo utilizza molta meno energia rispetto ai metodi tradizionali, e poiché non richiede macchinari per produrre alta pressione e calore, può essere installato in modo rapido ed economico.

"Il nostro processo non ha bisogno di essere centralizzato, " Ha detto Singh. "Può essere implementato in uno spazio piccolo come un furgone ed è portatile per l'utilizzo distribuito di gas naturale e la produzione di metanolo".

Singh e colleghi hanno depositato un brevetto provvisorio per il processo e si aspettano che possa convertire pochi litri di metanolo al giorno. Il brevetto è gestito attraverso l'UIC Office of Technology Management.