Природный газ метан — ценное топливо, которое используется для отопления, нагрева воды, в промышленности. Однако оно может быть опасным из-за сложности добычи, транспортировки и хранения. Поэтому ученые ищут способы экономически выгодно и эффективно превращать метан в метанол — универсальное и востребованное на рынке сырье. Из метанола получают растворители, антифризы, акрил, синтетические ткани и волокна, клеящие вещества, краски и химикаты. Используется метанол и в качестве топлива.
Основная проблема преобразования метана (СН4) в метанол (СН3ОН) — в сложности ослабления углеродно-водородной связи для присоединения атома кислорода. Традиционные метод обычно состоят из двух этапов: паровой конверсии и окисления из синтез-газа. Но этот процесс требует высоких температур и давления, то есть, высокого расхода энергии.
Метод, придуманный международной командой химиков, проще и дешевле. В качестве катализатора ученые предложили использовать метал-органические каркасные структуры (MOF), над которыми пущен поток насыщенной метаном и кислородом воды. Этот гибридный материал содержит огромное количество пор и различных компонентов, каждый из которых играет свою роль в поглощении света, переносе электронов, активации и соединении метана и кислорода. Получившийся в ходе реакции жидкий метанол легко выводится из воды.
Эксперимент показал, что твердый катализатор можно использовать повторно по меньшей мере десять раз, что приблизительно равняется 200 часам реакции — и без потери производительности. А поскольку необходимости в высоких температурах и давлении нет, новый метод значительно снижает расходы — энергии и финансов.