Investigadores de la Universidad de Liverpool han logrado un avance significativo en la conversión directa de dióxido de carbono CO 2 y metano CH 4 en combustibles líquidos y químicos que podrían ayudar a la industria a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero al tiempo que producen valiosas materias primas químicas.
en un artículo publicado en la revista de química Angewandte Chemie informan un proceso de síntesis de plasma muy exclusivo para la activación directa, en un solo paso, de dióxido de carbono y metano en combustibles líquidos y productos químicos de mayor valor por ejemplo, ácido acético, metanol, etanol y formaldehído con alta selectividad en condiciones ambientales temperatura ambientey presión atmosférica.
Esta es la primera vez que se muestra este proceso, ya que es un desafío importante convertir directamente estas dos moléculas estables e inertes en combustibles líquidos o productos químicos utilizando cualquier proceso convencional de un solo paso por ejemplo, catálisis sin pasar por altas temperaturas, intensivo en energíaproceso de producción de gas de síntesis y procesamiento de gas de síntesis a alta presión para síntesis química.
La síntesis en un solo paso a temperatura ambiente de combustibles líquidos y productos químicos a partir de la reforma directa de CO 2 con CH 4 se logró mediante el uso de un nuevo reactor de plasma no térmico a presión atmosférica con un electrodo de agua y una entrada de baja energía.
El Dr. Xin Tu, del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad, dijo: "Estos resultados muestran claramente que los plasmas no térmicos ofrecen una solución prometedora para superar la barrera termodinámica para la transformación directa de CH 4 y CO 2 en una gama de químicos de plataforma estratégicamente importantes y combustibles sintéticos en condiciones ambientales. La introducción de un catalizador en el proceso químico de plasma, conocido como catálisis por plasma, podría sintonizar la selectividad de los químicos objetivo ".
"Esta es una tecnología revolucionaria importante que tiene un gran potencial para ofrecer un cambio radical en la futura activación de metano, CO 2 conversión y utilización y almacenamiento de energía química, que también es de gran relevancia para la industria energética y química y podría ayudar a abordar los desafíos del calentamiento global y el efecto de los gases de efecto invernadero ".
Las emisiones de metano y dióxido de carbono se consideran gases de efecto invernadero que contribuyen al calentamiento global y al cambio climático.
Para abordar los desafíos energéticos mundiales derivados de los gases de efecto invernadero, se están desarrollando tecnologías nuevas y emergentes a un ritmo acelerado.
El plasma, el cuarto estado de la materia, una mezcla de gases cargada eléctricamente, ofrece una alternativa prometedora y atractiva para la síntesis de combustibles y productos químicos, proporcionando una forma única de permitir que tengan lugar reacciones termodinámicamente desfavorables en condiciones ambientales.
En plasmas no térmicos, la temperatura del gas permanece baja tan baja como la temperatura ambiente, mientras que los electrones son altamente energéticos con una temperatura típica de electrones de 1-10 eV, que es suficiente para activar moléculas inertes por ejemplo, CO 2 y CH 4 presente y produzca una variedad de especies químicamente reactivas que incluyen radicales, átomos excitados, moléculas e iones.Estas especies energéticas, que se producen a una temperatura relativamente baja, son capaces de iniciar una variedad de reacciones diferentes.
Los sistemas de plasma tienen la flexibilidad de aumentar y disminuir la escala. Además, la alta velocidad de reacción y el rápido logro del estado estable en un proceso de plasma permiten un rápido inicio y apagado del proceso de plasma en comparación con otros procesos térmicos, lo que reduce significativamenteEl costo total de energía y ofrece una ruta prometedora para que el proceso de plasma alimentado por energía renovable por ejemplo, energía eólica y solar actúe como un sistema localizado o distribuido de almacenamiento de energía química eficiente.
El proceso altamente atractivo también podría proporcionar una solución prometedora para terminar con la quema de gas de los pozos de petróleo y gas mediante la conversión de metano quemado en combustibles líquidos y químicos valiosos que pueden almacenarse y transportarse fácilmente. Alrededor del 3.5% ~ 150 mil millones de metros cúbicosgas del suministro de gas natural del mundo fue quemado o 'quemado' en los campos de petróleo y gas, emitió más de 350 millones de toneladas de CO 2 .
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Materiales proporcionado por Universidad de Liverpool . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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