Ученые Университета Васэда открыли новый реакционный механизм окислительного взаимодействия метана – потенциально эффективного, но пока коммерчески непрактичного метода производства этилена.

Промышленность активно ищет альтернативные методы преобразования метана в этилен – углевод, широко используемый в химических продуктах, вроде пластика. Интерес для специалистов давно представляет процесс окислительного взаимодействия. Но ОВМ отличается непрактичностью, в частности, из-за потребности в высоких температурах (более 700°С) и дорогом оборудовании, выдерживающем подобный жар.

Исследователи из Университета Васэда нашли новый реакционный механизм, позволяющий провести ОВМ при 150°С. Каталитический процесс осуществляется в электрическом поле и может лечь в основу более экономически эффективных технологий производства этилена.

Отчет о проекте представлен в Journal of Physical Chemistry C.

«Проведение ОВМ в электрическом поле значительно снижает температуру реакции. Мы добились успеха в эффективном синтезе C2 углеводородов, включая этилен, из атмосферного кислорода с метаном», — сказал доцент каталитической химии Шухей Ого.

Метод активирует кислород в решетке, превращая его в реактивную форму даже при 150°С. Окислительно-восстановительный механизм, повторяющий потребление и регенерацию реактивного кислорода на поверхности катализатора, поддерживает реакцию. Исследование впервые в мире демонстрирует подобный результат.

Механизм может снизить стоимость производства этилена, избавляя от потребности в крупных источниках тепла и теплообменниках. Выиграть от внедрения технологии удастся предприятиям всех масштабов.

Исследователи намерены продолжить изучать деятельность активных и избирательных катализаторов в электрическом поле.