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研究人员使用“瓶装闪电”将甲烷转化为液体燃料
等离子体反应器将顽固的甲烷转化为甲醇,完全绕过极端的热量和压力。
来源:ZME科学在浸没的玻璃管内,微小的等离子体脉冲穿过冒泡的甲烷气体。它看起来像微型闪电,但这种带电反应解决了几十年来困扰化学家的问题:打破甲烷众所周知的顽固键,立即将部分气体转化为具有商业价值的液体化学品。
将甲烷转化为甲醇通常需要极高的热量、巨大的压力和多步骤的过程,每年会向大气中释放数百万吨二氧化碳。现在,西北大学的研究人员发现了一种仅使用水、氧化铜催化剂和电的一步捷径。
通过在反应性等离子体物质形成的那一刻捕获它们,该团队实现了 96.8% 的甲醇液相选择性,为甲烷转化创造了一条更清洁、电气化的途径。在气体和液体产品中,甲醇约占优化条件下形成的产品的 57%。
撕裂顽固分子
甲烷储量丰富,但因其强大的碳氢键而臭名昭著。为了将碳和氢分开,现代工业工厂采用蒸汽重整。他们用超过 800 摄氏度的蒸汽喷射气体,将其分解成一氧化碳和氢气。
然后,制造商在高达大气压力 300 倍的极端压力下迫使这些气体重新聚集在一起。
“需要极端的温度来打破甲烷中碳和氢之间的非反应性化学键,”西北大学化学家、该研究的通讯作者 Dayne Swearer 说。 “然后,你必须使用高压将所有这些分子挤压到催化剂上,以制造甲醇分子。它是有效的,但这并不是从甲烷制造甲醇的最直接途径。”
利用第四种物质状态
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