Los científicos de la USC han desbloqueado un nuevo vía más eficiente para convertir el metano, un gas potente que contribuye al cambio climático, directamente en productos químicos básicos para la fabricación de plásticos. agroquímicos y farmacéuticos.

En una investigación publicada el 4 de diciembre en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense , Los químicos del Instituto de Investigación de Hidrocarburos Loker de la USC dicen que han encontrado una manera de ayudar a utilizar este abundante y peligroso gas de efecto invernadero. que generalmente se quema o se quema para producir energía.

Entre los gases de efecto invernadero comunes, El dióxido de carbono a menudo se cita como el mayor culpable de atrapar el calor en la tierra, contribuyendo al cambio climático. Sin embargo, no es el más potente.

Esa distinción pertenece al metano. Según el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático, el metano atrapa el calor y calienta el planeta 86 veces más que el dióxido de carbono en un horizonte de 20 años.

Más combustible menos emisiones, uso reducido de energía

El autor principal Patrice T. D. Batamack, El autor principal G. K. Surya Prakash y Thomas Mathew del Instituto de Investigación de Hidrocarburos Loker de la USC utilizaron un catalizador llamado H-SAPO-34, derivado de una clase de cristales nanoporosos llamados zeolitas.

Este sencillo método de convertir metano directamente en etileno y propileno, u olefinas, reemplazaría lo que tradicionalmente es difícil, costoso, y procesos ineficientes que agregan gases de efecto invernadero a la atmósfera. La mayor parte del etileno y propileno se produce a partir del craqueo líquido de esquisto y aceite de petróleo, que consume enormes cantidades de energía.

Cuando el primer premio Nobel de la USC, George Olah, convirtió el metano en olefinas en 1985, el proceso requirió tres pasos. Desde entonces, los investigadores lo han reducido a dos pasos, pero el equipo de Loker es el primero en realizar la conversión con un solo catalizador basado en zeolitas.

"El tiempo de contacto es la clave para que este catalizador simple y eficaz produzca combustible utilizable a partir de metano. En el sector inmobiliario, ellos dicen, localización, localización, localización. En Quimica, se trata de la condición, condición, condición, "dijo Prakash.

Las emisiones globales de metano han aumentado desde 2007 y la producción es particularmente mala en los Estados Unidos. Según un estudio reciente de la Universidad de Harvard, Estados Unidos podría ser el único responsable de hasta el 60 por ciento del crecimiento global de las emisiones de metano atmosférico causadas por el hombre durante este siglo.

Contribuyendo al aumento global está el aumento de la oferta de ganado y campos de arroz en países como India y China, los dos líderes en producción total de metano, según el Banco Mundial.

'Si el carbono es el problema, el carbono tiene que ser la solución '

Si bien es el más potente de nuestros gases de efecto invernadero populares, e incluso después de la fuga de metano más grande en la historia de los EE. UU. en la instalación de almacenamiento de gas natural de Aliso Canyon hace unos años, No hay indicios de que la abundante producción de metano vaya a disminuir en el corto plazo.

El fracking de esquisto y otras técnicas de extracción de recursos están aumentando las reservas de gas natural, y los científicos de Loker creen que el metano pronto se convertirá en la materia prima más popular para la producción de productos petroquímicos.

Hace unos 30 años, Prakash y su mentor Olah comenzaron a refinar el concepto de "La economía del metanol, "una serie de soluciones a base de metanol que mitigan el ciclo de producción de los gases de efecto invernadero que están acelerando el cambio climático.

Si bien es similar en estructura y nombre, el metano no es directamente intercambiable con el metanol, aunque la mayor parte del metanol se produce sintéticamente a partir de metano. El metano es un gas natural y el compuesto de un carbono más simple que contiene hidrocarburos.

Al reducir aún más los pasos necesarios para convertir de manera eficiente el metano en olefinas, Es posible que los científicos de Loker nos hayan acercado mucho más a la realización de uno de los pasos originales establecidos en "La economía del metanol".

"Si el problema es el carbono, el carbono tiene que ser la solución. Hay mucho metano en el mundo y cada vez es más fácil y seguro convertirlo en productos que realmente podamos usar. '", dijo Prakash.