Image schématique montrant SiO
Le principal composant du gaz naturel, méthane, est lui-même un puissant gaz à effet de serre. Une étude récente, affilié à l'Institut national des sciences et technologies d'Ulsan en Corée du Sud (UNIST) a dévoilé un catalyseur haute performance pour la conversion du méthane en formaldéhyde.
Cette percée a été menée par le professeur Kwang-jin Ahn et son équipe de l'École d'ingénierie énergétique et chimique de l'UNIST en collaboration avec le professeur Ja Hun Kwak (École d'ingénierie énergétique et chimique, UNIST), Professeur Eun Duck Park de l'Université d'Ajou, et le professeur Yoon Seok Jung de l'Université de Hanyang.
Dans ce travail, l'équipe a présenté un excellent « catalyseur de méthane oxydase » composé de nanomatériaux. Ce matériau a une structure stable et une réactivité élevée à haute température, augmentant l'efficacité de la conversion du méthane en formaldéhyde plus de deux fois plus qu'auparavant.
Méthane, comme le pétrole, peuvent être convertis en ressources utiles par des réactions chimiques. L'ingrédient principal du gaz de schiste, qui attire l'attention aux États-Unis ces dernières années, est le méthane, et la technologie permettant de fabriquer des ressources à haute valeur ajoutée avec ce matériau est également reconnue comme importante. Le problème est que la structure chimique du méthane est si stable qu'il ne réagit pas facilement aux autres substances. Jusque là, le méthane a été utilisé principalement comme combustible pour le chauffage et le transport.
Une température élevée supérieure à 600°C est nécessaire pour effectuer une réaction qui modifie la structure chimique du méthane. Par conséquent, un catalyseur ayant une structure stable et maintenant une réactivité dans cet environnement est requis. Précédemment, oxyde de vanadium (V
Préparation schématique de SiO
Le professeur Ahn a fabriqué un catalyseur capable de convertir le méthane en formaldéhyde à l'aide de nanomatériaux. Le formaldéhyde est une ressource utile largement utilisée comme matière première pour les bactéricides, conservateurs, polymères fonctionnels et similaires.
Le catalyseur a une structure noyau-enveloppe constituée de nanoparticules d'oxyde de vanadium entourées d'un film mince d'aluminium, avec la coque en aluminium entourant les particules d'oxyde de vanadium. La coque protège le grain et maintient la stabilité du catalyseur et maintient la stabilité et la réactivité même à des températures élevées.
En réalité, lorsque la réaction catalytique a été testée avec ce matériau, les nanoparticules d'oxyde de vanadium sans coques en aluminium avaient une perte structurelle à 600 °C. et une perte d'activité catalytique. Cependant, les nanoparticules fabriquées à partir de structures cœur-coquille sont restées stables même à des températures élevées. Par conséquent, l'efficacité de la conversion du méthane en formaldéhyde a augmenté de plus de 22 pour cent. Il a transformé le méthane en une ressource utile avec plus de deux fois l'efficacité.
"Les nanoparticules catalytiques d'oxyde de vanadium sont entourées d'un mince film d'aluminium, qui empêche efficacement l'agglomération et la déformation structurelle des particules internes, ", déclare Euiseob Yang du Département de génie chimique de l'UNIST en tant que premier auteur de cette étude. "Grâce à la nouvelle structure de revêtement de la couche atomique avec des nanoparticules, stabilité thermique et réactivité en même temps."
Cette recherche est particulièrement remarquable en termes d'amélioration dans le domaine des catalyseurs, qui n'a pas beaucoup progressé depuis 30 ans. La technologie catalytique pour produire du formaldéhyde dans le méthane n'a pas beaucoup progressé depuis son brevet aux États-Unis en 1987.
« La technologie des catalyseurs à haute efficacité a été développée au-delà des limites de la technologie qui est restée une technologie de longue durée, " dit le professeur Ahn. " La valeur est élevée en tant que technologie énergétique de nouvelle génération utilisant des ressources naturelles abondantes. "
Il ajoute, "Nous prévoyons d'étendre la technologie de fabrication de catalyseurs et le processus de traitement des catalyseurs afin de pouvoir étendre nos réalisations au niveau du laboratoire de manière industrielle. La technologie des catalyseurs a un effet considérable sur l'industrie chimique et contribue à l'industrie chimique nationale. Je souhaite développer un technologie qui peut le faire."
