Новый катализатор преобразует метан в текстиль

Метан вырабатывается в результате естественных процессов бактериями метаногенами, которые обитают на свалках, в болотах и сельскохозяйственных зонах. Хотя метан встречается реже, чем углекислый газ, он гораздо эффективнее удерживает тепло в атмосфере. Метан ответственен за 15% повышения глобальной температуры. Поэтому ученые уделяют большое внимание снижению выбросов этого газа.

Новый катализатор, разработанный командой Массачусетского технологического института, работает при комнатной температуре и атмосферном давлении. Его можно использовать в местах с высоким уровнем производства метана, например, на электростанциях и животноводческих фермах.

Преобразование метана в другие соединения было сложной задачей из-за энергии, необходимой для реакций. Существующие методы требуют экстремальных температур и давлений. Чтобы преодолеть эту проблему, исследователи создали гибридный катализатор на основе распространенного и недорогого минерала цеолита и природного фермента алкогольоксидазы. Известно, что цеолиты способны окислять метан до углекислого газа, однако новая разработка направлена на преобразование метана в более ценные соединения без больших затрат энергии.

Катализатор обеспечивает двухэтапную реакцию: сначала цеолит превращает метан в метанол, а затем фермент перерабатывает метанол в формальдегид. Во время этого процесса также образуется перекись водорода, которая пополняет запасы цеолита и обеспечивает непрерывную подачу кислорода для конверсии.

Если добавить в формальдегид мочевину, которая является азотсодержащим соединением, то получится ценный промышленный продукт — мочевино-формальдегидная смола. Ее широко используют для производства древесно-стружечных плит и текстиля.

Разработанный катализатор также пригодится в системах транспортировки природного газа. Полимер способен запечатывать трещины в трубопроводах, предотвращая утечки метана. Кроме того, технологию можно использовать в качестве покрытия на поверхностях, подверженных воздействию метана, что позволит собирать полимеры для дальнейшего производства. Команда также изучает катализаторы, которые могли бы улавливать CO₂ из атмосферы и соединять его с нитратом для изготовления мочевины. Эту мочевину затем можно смешать с формальдегидом, вырабатываемым новым катализатором, создав устойчивый цикл утилизации парниковых газов.