• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Czy metan może służyć za surowiec?

    23.06.2011. 17:17
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Finansowany ze środków unijnych zespół naukowców zbliżył się o krok do zastosowania metanu jako surowca.

    Dofinansowywanym w ramach zaproszenia "Aktywacja chemiczna dwutlenku węgla i metanu", które jest częścią programu "Chemia" Europejskiej Przestrzeni Badawczej, naukowcom z Francji i Hiszpanii udało się przekształcić metan w bardziej złożoną cząstkę organiczną.

    W artykule opublikowanym w magazynie Science, zespół ekspertów z Uniwersytetu w Walencji, Uniwersytetu w Huelvie i Uniwersytetu w Tuluzie, przedstawia, w jaki sposób metan, najprostszy węglowodór i główny składnik gazu naturalnego, można wykorzystywać jako surowiec do produkcji bardziej złożonych cząstek organicznych.

    Odkrycia mogą być dobrą wiadomością zarówno z punktu widzenia ekonomicznego, jak i środowiskowego - metan mógłby służyć za surowiec w przemyśle chemicznym. Zdaniem ekologów metan jest jednym z najłagodniejszych dla planety paliw, gdyż w czasie spalania wytwarza mniej dwutlenku węgla na uwalnianą jednostkę ciepła. Jest także głównym składnikiem sprężonego gazu naturalnego, czystego substytutu tradycyjnych, bardzo zanieczyszczających paliw, takich jak benzyna czy ropa.

    Jednakże do tej pory naukowcy borykali się z wieloma problemami w badaniach nad metanem. Zważywszy na fakt, że metan ma jedno z najsilniejszych wiązań C-H z całego szeregu alkanów, manipulowanie nimi nie jest łatwym zadaniem.

    Ponadto gazowy charakter metanu i jego niska rozpuszczalność w zwykłych rozpuszczalnikach stawiają dalsze przeszkody związane z przekształcaniem go chemicznie. Cechy te utrudniają kontakt metanu z katalizatorami i odczynnikami wywołującymi reakcje chemiczne, które w wyniku tego przebiegają z dużym trudem albo wcale.

    Ze względu na te trudności jak dotąd bardzo niewiele procesów okazało się skutecznych pod względem zapewnienia funkcjonalności temu węglowodorowi, ale teraz francusko-hiszpański zespół rozwiązał te problemy, opracowując metodologię przekształcania metanu w bardziej złożone cząstki organiczne.

    W reakcji bierze udział srebro w formie katalizatora specjalnie przygotowanego do aktywowania wiązań metanowych C-H - proces ten już wcześniej dowiódł swojej skuteczności w przypadku cięższych węglowodorów. Kłopot z uzyskaniem skutecznego kontaktu między katalizatorem a odczynnikami w celu przekształcenia metanu rozwiązano wykorzystując dwutlenek węgla w stanie superkrytycznym, jako medium reakcji.

    Chociaż w normalnych warunkach dwutlenek węgla jest gazem, kiedy temperatura i ciśnienie przekraczają wartości krytyczne staje się podobny do cieczy, która potrafi rozpuszczać cząstki biorące udział w reakcji. Właściwości dwutlenku węgla w stanie superkrytycznym znalazły szerokie zastosowanie w przemyśle, jak na przykład w odkofeinowywaniu kawy. Ponadto chemiczna obojętność dwutlenku węgla uniemożliwia mu wchodzenie w reakcje z katalizatorem i odczynnikami przy konwersji metanu, dzięki czemu jest on idealnym rozpuszczalnikiem w tych reakcjach.

    Wyniki tych badań otworzyły drogę do dalszych prac nad procesem funkcjonalizacji metanu i węglowodorów w ogóle.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Klatrat metanu (hydrat metanu, metanowy lód, wodzian metanu) – substancja krystaliczna złożona z cząsteczek wody i metanu. Chemosynteza – starszy ewolucyjnie od fotosyntezy i mniej od niej skomplikowany sposób autotrofizmu. Przeprowadzają go organizmy nazywane chemoautotrofami, wyłącznie bakterie, których źródłem energii do asymilacji dwutlenku węgla (CO2) są reakcje utlenienia prostszych związków nieorganicznych lub metanu. Pełni ona bardzo ważną rolę w obiegach pierwiastków ważnych biologicznie (azotu, węgla, fosforu). Asymilacja dwutlenku węgla rozpoczyna się od karboksylacji rybulozo-1,5-bisfosforanu. Gaz wielkopiecowy - produkt uboczny wytwarzany podczas procesów wielkopiecowych. Jego skład zależy od wsadu wielkopiecowego i waha się w granicach: 9-16% dwutlenku węgla, 23-30% tlenku węgla, 0,5-4% wodoru, 52-64% azotu, 1% metanu.

    Fermentacja metanowa – proces mikrobiologiczny rozkładu substancji organicznych przeprowadzany w warunkach beztlenowych przez mikroorganizmy anaerobowe z wydzieleniem metanu. Grupa metylenowa (metanodiyl, metylen), -CH2- – najprostsza grupa alkenylowa zbudowana z jednego atomu węgla i dwóch atomów wodoru, mająca dwa wiązania chemiczne. Występuje w wielu związkach organicznych. Jej nazwa wynika z faktu, że można ją utworzyć myślowo z metanu poprzez oderwanie od niego dwóch atomów wodoru. Myślowe oderwanie jednego atomu wodoru od metanu definiuje grupę metylową (-CH3), której nie należy mylić z grupą metylenową.

    Zabezpieczenie upływowe - jest to zespół urządzeń mających na celu ograniczenie zagrożeń (np. rażenia prądem elektrycznym, powstania pożaru, zainicjowania wybuchu metanu lub pyłu węglowego), które mogą być wywołane upływem prądu elektrycznego do ziemi, w wyniku uszkodzenia izolacji doziemnej sieci elektroenergetycznej lub instalacji elektrycznej. Chlorometan – organiczny związek chemiczny, najprostszy przedstawiciel chloroalkanów, chlorowa pochodna metanu. Ma właściwości usypiające.

    Trifenylometan (trytan, TrH) – węglowodór aromatyczny, pochodna metanu, w której trzy atomy wodoru zastąpione zostały trzema pierścieniami benzenowymi. Jest podstawowym składnikiem wielu barwników syntetycznych (barwniki triarylometanowe – niektóre z nich używane jako wskaźniki pH). Rozpuszczalny w niepolarnych rozpuszczalnikach organicznych i nierozpuszczalny w wodzie. Stosowany jako stabilizator polimerów i paliw. Grupa trifenylometanowa nosi nazwę grupy trytylowej, np. chlorek trifenylometylu to chlorek trytylu. Jodek metylu, jodometan – organiczny związek chemiczny, jodowa pochodna metanu, najprostsza jodopochodna alifatyczna, przedstawiciel jodoalkanów.

    LNG (ang. Liquefied Natural Gas) − paliwogaz ziemny w postaci ciekłej o temp. poniżej -162 °C (temperatura wrzenia metanu, głównego składnika LNG). Podczas skraplania objętość redukuje się 630 razy, dzięki czemu "gęstość energii" skroplonego gazu ziemnego wzrasta.

    Gazy jelitowe – mieszanina gazów, głównie azotu, dwutlenku węgla, siarkowodoru, metanu i metanotiolu powstała w układzie trawiennym na skutek połykania powietrza oraz procesów fermentacyjnych bakterii symbiotycznych. Największe ilości gazów jelitowych gromadzą się w okrężnicy. Większość gazów jelitowych jest absorbowana do krwiobiegu. Pozostałe wydalane są przez odbyt (czynność ta nosi nazwę w języku łacińskim flatus). W niektórych schorzeniach, takich jak zespół rozrostu bakteryjnego lub zespół jelita drażliwego gazy jelitowe mogą być częściej produkowane i mieć bardziej drażniący zapach niż u osoby zdrowej.

    Społeczeństwo ryzyka - określenie autorstwa niemieckiego socjologa Ulricha Becka na opisanie konsekwencji wynikających z rozwoju społeczeństwa przemysłowego, spowodowanych rozwojem cywilizacyjnym i technologii, których skutkami są nieodwracalne zmiany, nad którymi nie można zapanować. Skażenie środowiska, globalne ocieplenie spowodowane emisją dwutlenku węgla i metanu, zagrożenia zewnętrzne (na przykład susze) będą uzupełniane sytuacjami spowodowanymi przez działania człowieka. Gaz generatorowy – palny gaz powstały w wyniku zgazowania paliwa stałego, np. węgla, drewna (gaz drzewny) lub innego rodzaju biomasy. W zależności od składu paliwa, składu czynnika zgazowującego oraz konstrukcji gazogeneratora, skład gazu generatorowego może być różny, przy czym praktycznie zawsze składa się on z wodoru, tlenku węgla, metanu, pary wodnej, dwutlenku węgla i azotu.

    Dodano: 23.06.2011. 17:17  


    Najnowsze