Химики разработали условия для получения рекордно большого количества метанола из метана электрохимическим методом при комнатной температуре. Для этого они испытали 12 электродов на основе оксидов переходных металлов, варьируя pH и потенциал. Биметаллическая система из оксидов титана и меди позволила получить шестипроцентную эффективность по выработке метанола из метана.

В будущем подобные методы позволят перерабатывать сланцевый газ и биогаз, говорится в статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Одним из самых многообещающих способов связывания и обработки сланцевых газов и биогаза считается электрохимическое окисление метана в водной среде. Но известные на сегодняшний день катализаторы не обладают достаточной активностью и селективностью. Поэтому пока что этот метод не применяется в промышленности.

Сейчас основная масса богатого метаном сырья сжигается для получения электричества или для обогрева жилых и офисных построек. Это приводит к выбросу примерно одной гигатонны углекислого газа в окружающую среду каждый год. Помимо этого метан часто применяется для синтеза метанола с помощью паровой конверсии в присутствии водяного пара. Проблемы таких процессов — это чаще всего отравление катализатора и большая затрата энергии на нагрев и повышенное давление.

Электрохимический путь гораздо лучше подходит для переработки метана из природных источников, но основные проблемы этого способа: высокая энергия С-Н связи, низкая растворимость метана в воде в стандартных условиях, а также конкурирующая реакция выделения кислорода из воды. К тому же механизм реакции электролиза метана до сих пор остается непонятным. Поэтому объяснение этого механизма и разработка наиболее эффективного катализатора являются одной из приоритетных задач современной энергетики.

Группа химиков под руководством Джейсона Гудпастера (Jason Goodpaster) из Миннесотского университета и Минеша Сингха (Meenesh Singh) из Университета Иллинойса в Чикаго испытала 12 электродов на основе переходных металлов в условиях электролиза метана в нейтральных и сильнощелочных условиях.