Согласно последнему исследованию, опубликованному в Nature Communications, ученые из Университета науки и технологий (USTC) разработали эффективную технологию фотокаталитического галогенирования метана для преобразования метана в жидкие продукты на шельфе, что открывает новые перспективы для использования газовых гидратов, которые еще называют “горючим льдом”
“Горючий лед” является важным резервным источником энергии, 99,5% которого составляет метан. Запасы горючего льда в Южно-Китайском море оцениваются в эквивалент по меньшей мере 80 миллиардов тонн нефти. Однако современные методы добычи представляют большую проблему для хранения и транспортировки газообразного метана из-за газификации горючего льда в процессе декомпрессии.
Исследовательская группа использовала только свет, метан и морскую воду для разработки эффективной фотокаталитической технологии галогенирования метана, которая может превращать метан в хлорметан и далее в метанол и фармацевтические промежуточные продукты.
Современный синтез метилгалогенидов обычно включает в себя агрессивное сырье, такое как хлор и бромистый водород, и суровые условия реакции, создающие потенциальную угрозу для окружающей среды. Однако команда разработала катализатор титанирования, легированный медью, и использовала широко доступные щелочные галогениды в качестве галогенирующих агентов для достижения эффективного синтеза метилгалогенидов при освещении, со скоростью получения, достигающей 1 ммоль/ч-1м-2.
Технология использует преимущества морского освещения и условий морской воды для эффективного преобразования метана в хлорметан, подтверждая целесообразность технологии фотокаталитического хлорирования метана при утилизации горючего льда. С помощью этой технологии команда разработала тандемное реакционное устройство для синтеза метанола и фармацевтических промежуточных продуктов с метаном, проложив путь к использованию горючего льда и превращению метана в химические продукты с высокой добавленной стоимостью.
Разработка этой технологии не только открывает новые перспективы для утилизации горючего льда, но и способствует устойчивому использованию энергии и ресурсов, а также развитию химической промышленности.