Les scientifiques de l'USC ont débloqué un nouveau voie plus efficace pour convertir le méthane - un gaz puissant contribuant au changement climatique - directement en produits chimiques de base pour la fabrication de plastiques, agrochimiques et pharmaceutiques.

Dans une recherche publiée le 4 décembre dans le Journal de l'American Chemical Society , les chimistes de l'USC Loker Hydrocarbon Research Institute disent avoir trouvé un moyen d'aider à utiliser ce gaz à effet de serre abondant et dangereux, qui est généralement brûlé ou torché pour produire de l'énergie.

Parmi les gaz à effet de serre courants, le dioxyde de carbone est souvent cité comme le plus grand coupable pour piéger la chaleur sur terre, contribuant au changement climatique. Cependant, ce n'est pas le plus puissant.

Cette distinction appartient au méthane. Selon le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat, le méthane piège la chaleur et réchauffe la planète 86 fois plus que le dioxyde de carbone sur un horizon de 20 ans.

Plus de carburant, moins d'émissions, consommation d'énergie réduite

Auteur principal Patrice T.D. Batamack, l'auteur principal G. K. Surya Prakash et Thomas Mathew de l'USC Loker Hydrocarbon Research Institute ont utilisé un catalyseur appelé H-SAPO-34, dérivé d'une classe de cristaux nanoporeux appelés zéolites.

Cette méthode simple de conversion du méthane directement en éthylène et propylène, ou des oléfines, remplacerait ce qui est traditionnellement difficile, cher, et des processus inefficaces qui ajoutent des gaz à effet de serre à l'atmosphère. La majorité de l'éthylène et du propylène est produite à partir d'huile de pétrole et de craquage liquide de schiste, qui consomme d'énormes quantités d'énergie.

Lorsque le premier lauréat du prix Nobel de l'USC, George Olah, converti le méthane en oléfines en 1985, le processus a nécessité trois étapes. Depuis, les chercheurs l'ont réduit à deux étapes, mais l'équipe Loker est la première à réaliser la conversion avec un seul catalyseur à base de zéolithes.

« Le temps de contact est la clé de ce catalyseur simple et efficace pour produire du carburant utilisable à partir du méthane. Dans l'immobilier, ils disent, emplacement, emplacement, emplacement. En chimie, tout est question de condition, état, état, " dit Prakash.

Les émissions mondiales de méthane ont augmenté depuis 2007 et la production est particulièrement mauvaise aux États-Unis. Selon une étude récente de l'Université Harvard, les États-Unis pourraient être les seuls responsables de jusqu'à 60 pour cent de la croissance mondiale des émissions de méthane atmosphérique d'origine humaine au cours de ce siècle.

L'augmentation de l'offre de bétail et de rizières dans des pays comme l'Inde et la Chine contribue à l'essor mondial. les deux leaders en production totale de méthane, selon la Banque mondiale.

'Si le carbone est le problème, le carbone doit être la solution'

Tout en étant le plus puissant de nos gaz à effet de serre populaires, et même après la plus grande fuite de méthane de l'histoire des États-Unis à l'installation de stockage de gaz naturel d'Aliso Canyon il y a quelques années, il n'y a aucun signe que la production abondante de méthane ralentira de sitôt.

La fracturation du schiste et d'autres techniques d'extraction des ressources augmentent les réserves de gaz naturel, et les scientifiques de Loker pensent que le méthane pourrait bientôt devenir la matière première la plus populaire de toutes les matières premières pour la fabrication de produits pétrochimiques.

Il y a environ 30 ans, Prakash et son mentor Olah ont commencé à affiner le concept de « l'économie du méthanol, " une multitude de solutions à base de méthanol atténuant le cycle de production des gaz à effet de serre qui accélèrent le changement climatique.

Bien que similaire dans sa structure et son nom, le méthane n'est pas directement interchangeable avec le méthanol, bien que la plupart du méthanol soit produit synthétiquement à partir de méthane. Le méthane est un gaz naturel et le composé à un carbone le plus simple contenant des hydrocarbures.

En réduisant davantage les étapes nécessaires pour convertir efficacement le méthane en oléfines, les scientifiques de Loker nous ont peut-être rapprochés beaucoup plus de la réalisation de l'une des étapes originales décrites dans « L'économie du méthanol ».

"Si le carbone est le problème, le carbone doit être la solution. Il y a beaucoup de méthane à circuler dans le monde et il est devenu plus facile et plus sûr de le transformer en produits que nous pouvons réellement utiliser, '", a déclaré Prakash.