Изследователят Ден Пейлин (стоящ) инструктира студент за провеждане на тестове за ефективност за превръщането на метан в метанол при леки условия. [Photo provided to China Daily]
В пробив, който би могъл да прекрои глобалните енергийни пазари, китайският изследователски екип е решил едно от най -постоянните предизвикателства в каталитичната химия: превръщането на метан в метанол при леки условия.
Пробивът, публикуван в списанието Nature Communications на 19 август, може да даде възможност за търговско използване на огромни запаси от хидрат на природен газ – известни като „запалим лед“ – лежащ на дъното на Южнокитайско море.
Разработен от екипа за иновации на морската чиста енергия на университета Хайнан, методът използва наноразмерна паладий катализатор, проектиран за постигане на 99,7 процента конверсия при температура от 70 С. С.
За разлика от конвенционалните промишлени процеси, които изискват температури над 800 С и високо налягане – често изгарящ метан в пропилян въглероден диоксид – новата система работи ефективно близо до стайна температура.
„Ключът беше прецизното инженерство на повърхностната структура на катализатора“, казва Ден Пейлин, асоцииран изследовател в Училището по морска наука и инженерство на университета. „Ние го проектирахме както за активиране на метан, така и незабавно да освободим метанол, преди да прекалява.“
Този механизъм за „бързо освобождаване“ е възможен чрез приспособяване на електрическите свойства на паладийните кристали на атомно ниво, което позволява на метанола да се десорбира веднага след образуването му.
Изследването, стартирано през 2020 г., се занимава с стратегическия приоритет на Китай да използва подводните енергийни ресурси, като същевременно подкрепя своите върхови цели на въглерод и въглерод.
„Нашата цел беше да осигурим основна технология за използване с хидрати от Южнокитайско море“, каза Ден.
Целта на екипа беше да разработи система, която да се приведе в съответствие с въглеродните цели на Китай и да предложи алтернатива с високоефективност с ниска емисия на традиционните енергийно-интензивни процеси.
Резултатът, каза лидерът на екипа Тиан Синлонг, „притежава изключително висок потенциал за търговско приложение и икономическа стойност“.
Финансовите анализатори бързо признаха значението. Everbright Securities, институция за финансови услуги, нарече пробив „крайъгълен камък“. В бележка, тя каза, че новата техника премахва критична бариера за използването на хидрати на газ в Южен Китай и прогнозираното търговско извличане на запалим лед може да започне около 2030 г.
Everbright също така заяви, че очаква възможности за растеж на компаниите в дълбоководно сондиране, производство на метанол и специализирано производство на катализатори.
Остават обаче няколко препятствия, преди технологията да може да прогресира от лабораторията към офшорното производство. Ден каза, че основните предизвикателства са мащабирането на дизайна на реактора, създавайки оборудване, което може да издържи на корозивна океанска среда и вълнови действия, и да се гарантира, че процесът е конкурентен на разходите.
Пътната карта на екипа призовава за изграждане на средномащабна демонстрационна единица в рамките на две години, постигайки демонстрация в търговски мащаби в рамките на пет години и виждайки технологията, широко възприета в Южнокитайско море в рамките на десетилетие.
Потенциалните употреби на метанол надолу по веригата са обширни. Това е основополагаща химическа суровина, използвана за направата на пластмаси, бои и синтетични влакна. Той може да служи и като чисто изгарящо гориво за кораби и превозни средства.
Ден каза, че екипът води разговори с държавен нефтен и газов гигант Китай национална офшорна петролна корпорация, за да приеме технологията за пилотни приложения и изследва начини за създаване на продукти с висока стойност от метанол.
Гледайки напред, изследователите предвиждат провинция Хайнан да се превърне в глобален център за дълбоководни енергийни технологии и производство. Чрез използването на статута на острова като пристанище за свободна търговия те се стремят да изградят пълна индустриална верига, от извличане и преобразуване в производство.
Екипът има и глобални амбиции. Планът е да се популяризира технологията чрез партньорства с международни енергийни агенции, да се създадат лицензионни споразумения с чуждестранни компании и да се направи принос към международните стандарти – позициониране на „решението на Хайнан“ като китайски отговор на глобалните предизвикателства в областта на енергията и околната среда.
Нашия източник е Българо-Китайска Търговско-промишлена палaта
