Redukcja metanu w atmosferze. Naukowcy wiedzą, jak to zrobić

Dlaczego metan jest problemem?

Metan, obok dwutlenku węgla, to gaz o wyjątkowo szkodliwym wpływie na atmosferę Ziemi. Podczas gdy niektórzy aktywiści proponują radykalne działania, takie jak rezygnacja z hodowli bydła, naukowcy z MIT opracowali bardziej praktyczne rozwiązanie. Stworzyli katalizator, którego efektem jest redukcja metanu poprzez przekształcenie go w polimery. To innowacyjne podejście nie tylko ogranicza emisje, ale także otwiera nowe możliwości zastosowań przemysłowych. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Nature Catalysis.

Metan to gaz cieplarniany, którego cząsteczki pochłaniają energię promieniowania podczerwonego, skutecznie zatrzymując ciepło na Ziemi. Mimo że jego stężenie w atmosferze jest znacznie niższe niż dwutlenku węgla, potencjał zatrzymywania ciepła przez metan jest aż 25 razy wyższy w perspektywie 100 lat.

Profesor Michael Strano z MIT wyjaśnia, że wyzwanie polegało na opracowaniu technologii pozwalającej nie tylko zatrzymać metan z dala od atmosfery, ale także wykorzystać go jako surowiec. Rozwiązaniem okazał się katalizator, który działa w temperaturze pokojowej i przy ciśnieniu atmosferycznym. Dzięki temu można go stosować w miejscach o podwyższonej emisji metanu, takich jak elektrownie czy obory dla bydła.

Polecamy: Jak zrobić wodór z wody morskiej?

Redukcja metanu poprzez katalizator

Metan to bardzo prosta cząsteczka – jeden atom węgla otoczony czterema atomami wodoru. Choć wydaje się idealnym surowcem do produkcji polimerów, jego przekształcanie wymaga zwykle ekstremalnych warunków, takich jak wysoka temperatura i ciśnienie. Aby obejść te trudności, naukowcy stworzyli katalizator oparty na dwóch składnikach. Pierwszy to zeolit. Jest to tani i szeroko dostępny minerał krzemianowy. Drugi to enzym zwany oksydazą alkoholową. To substancja, która naturalnie występuje w bakteriach, grzybach i roślinach. Służy im do utleniania alkoholi.

Połączenie tych dwóch substancji umożliwiło stworzenie hybrydowego katalizatora, który przeprowadza reakcję w dwóch etapach. Najpierw metan jest przekształcany w metanol za pomocą krzemianu. Następnie enzym zamienia metanol w formaldehyd. Produktem ubocznym tej reakcji jest nadtlenek wodoru, który trafia z powrotem do systemu, zapewniając niezbędny tlen do dalszych przemian.

Zastosowania i potencjał

Katalizator ma postać cząsteczek zawieszonych w wodzie, która może pochłaniać metan z atmosfery. Naukowcy przewidują, że w przyszłości będzie można pokrywać nim ściany w oborach czy elektrowniach. W ten sposób emisja metanu mogłaby być wychwytywana bezpośrednio u źródła.

Według współautora badania Jimin Kima, ich system jest prostszy i tańszy od innych metod. Większość technologii wymaga drogich odczynników, takich jak nadtlenek wodoru, oraz pracy w ekstremalnych warunkach. Katalizator MIT nie tylko eliminuje te ograniczenia, ale także jest łatwy do wdrożenia na dużą skalę.

Polecamy: HOLISTIC NEWS: Zmyślone badania, fałszywe wyniki. Nauka padła ofiarą oszustów #OBSERWACJE

Od redukcji metanu do polimeru

Formaldehyd, który jest jednym z produktów reakcji, może być przekształcony w polimer poprzez dodanie mocznika – związku chemicznego zawierającego azot. W ten sposób powstaje polimer zwany mocznik-formaldehydem, stosowany między innymi w produkcji płyt wiórowych i tkanin.

Jednym z proponowanych zastosowań jest uszczelnianie rur transportujących gaz ziemny. Powstałe polimery mogłyby być również zbierane i wykorzystywane w innych procesach przemysłowych.

Nowe możliwości dla przyszłości

Projekt MIT to nie tylko rozwiązanie sprawiające, że redukcja metanu jest opłacalna. Zespół badawczy rozwija także technologie pozwalające na wychwytywanie dwutlenku węgla z atmosfery i jego konwersję w mocznik. Można go następnie połączyć z formaldehydem wytwarzanym przez omawiany katalizator zeolitowy, tworząc w ten sposób polimer.

Polecamy: Potwierdzono obecność mikroplastiku w chmurach