La demande se poursuit pour les plastiques et solvants issus de la pétrochimie, qui sont principalement produits par le raffinage du pétrole malgré la diminution des réserves mondiales de pétrole, faire avancer la recherche de nouvelles façons de produire les produits chimiques dont nous avons besoin.

Le méthane est le principal composant du gaz naturel et une matière première prometteuse pour la production de produits chimiques industriels. Cependant, transformer le méthane en produits commerciaux nécessite actuellement plusieurs étapes énergivores. « Trouver une méthode directe plus économe en énergie serait un réel avantage, " dit Mustafa Çağlayan, un doctorat étudiant travaillant sous la direction de Jorge Gascon, "mais une conversion en une seule étape du méthane en produits de valeur est toujours un grand défi."

Le processus, la déshydroaromatisation du méthane (MDA), nécessite un catalyseur pour accélérer la réaction, et les chimistes recherchent la meilleure combinaison métal-minéral pour ce rôle vital. "La compréhension du mécanisme réactionnel est cruciale pour l'amélioration d'un processus donné, " dit Çağlayan.

Cependant, MDA s'est avéré difficile à observer en action. Forts de leur expérience en résonance magnétique nucléaire (RMN), une technique de visualisation de la structure des molécules, L'équipe de Gascon a étudié ce qui se passe dans les premiers stades de la réaction à l'aide d'un catalyseur molybdène-zéolite.

Les chercheurs ont observé les premières molécules organiques formées par liaison carbone-carbone dans les premières étapes de la réaction. Parmi ceux-ci figurait l'acétylène, un gaz incolore qui est largement utilisé comme combustible et bloc de construction chimique. « Trouver les bons paramètres RMN pour visualiser ce que nous recherchions était un défi, " dit le co-auteur Abhishek Dutta Chowdhury, "mais nous avons confirmé l'existence de certaines espèces intermédiaires qui ont été émises depuis longtemps."

Ils ont également identifié deux des voies d'activation potentielles pour la liaison carbone-hydrogène qui conduisent à la formation d'hydrocarbures utiles, comme le benzène, un bloc de construction en plastique, lubrifiants, résines et caoutchouc.

"Nous avons trouvé un moyen de prendre des instantanés au niveau moléculaire d'une réaction chimique qui se produit dans des conditions très difficiles, " dit Çağlayan. De telles informations pourraient aider à permettre une conversion plus efficace du méthane, avec de nombreux avantages potentiels. Par exemple, le gaz naturel est volumineux et donc très coûteux à transporter. « Ce serait formidable si nous pouvions convertir le gaz naturel en hydrocarbures condensés sur le site d'extraction avant de le transporter, " ajoute Çağlayan.

La conversion du méthane en une étape a encore des obstacles. "Nous travaillons pour éviter que le catalyseur ne se désactive trop rapidement, " dit Gascon. " Cette étude est un petit pas de plus vers une utilisation plus industrielle du gaz naturel. "