Μενού

Ροή ειδήσεων
Παγκόσμια Ημέρα
Ημέρα Πανελλαδικού Εορτασμού της Εθνικής Αντίστασης
Facebook Twitter Google+

Καινοτομία: Βρέθηκε νέος τρόπος να αξιοποιηθεί το μεθάνιο που σπαταλιέται άσκοπα

Καινοτομία
Γραμματοσειρά

Το αέριο μεθανίου, ένας τεράστιος φυσικός πόρος, συχνά απορρίπτεται μέσω καύσης χωρίς να χρησιμοποιείται. Τώρα μια νέα έρευνα από επιστήμονες του MIT θα μπορούσε να καταστήσει ευκολότερη τη δέσμευση αυτού του αερίου για χρήση ως καύσιμο ή χημική πρώτη ύλη!

Πολλά πετρελαιοπηγές εκπέμπουν το μεθάνιο - τη μεγαλύτερη συγκέντρωση φυσικού αερίου - σε μια διαδικασία που ονομάζεται καύση, η οποία σήμερα σπαταλάει 150 δισεκ. κυβικά μέτρα φυσικού αερίου κάθε χρόνο και παράγει ένα τρομερό αριθμό 400 εκατομμυρίων τόνων διοξειδίου του άνθρακα, καθιστώντας τη διαδικασία αυτή σημαντική συμβολή παγκόσμια υπερθέρμανση.

Το να αφήσουμε ανεξέλεγχτη τη διαφυγή φυσικού αερίου θα οδηγούσε σε ακόμη μεγαλύτερη περιβαλλοντική βλάβη, επειδή το μεθάνιο είναι ένα ακόμα πιο ισχυρό αέριο για το φαινόμενο του θερμοκηπίου από το διοξείδιο του άνθρακα.

mathanio (1).jpg

Γιατί όλο αυτό το μεθάνιο σπαταλάται, όταν ταυτόχρονα το φυσικό αέριο χαρακτηρίζεται ως σημαντικό καύσιμο "γέφυρας" καθώς ο κόσμος απομακρύνεται από τα ορυκτά καύσιμα και αποτελεί το επίκεντρο της αποκαλούμενης επανάστασης του σχιστολιθικού φυσικού αερίου; 

Τα πηγάδια που εκτοξεύονται με μεθάνιο χρησιμοποιούνται κατά κύριο λόγο για το πετρέλαιο τους. Το μεθάνιο είναι απλά ένα υποπροϊόν. Σε μέρη όπου είναι βολικό να γίνει αυτό, το μεθάνιο συλλέγεται και χρησιμοποιείται για να παράγει ηλεκτρική ενέργεια ή να παράγει χημικά.

Ωστόσο, απαιτείται ειδικός εξοπλισμός για την ψύξη και πίεση του αερίου μεθανίου, ενώ για τη μεταφορά του χρειάζονται ειδικά δοχεία υπό πίεση ή σωληνώσεις. Σε πολλά μέρη, όπως οι υπεράκτιες πετρελαϊκές πλατφόρμες ή τα απομακρυσμένα πετρελαϊκά πεδία μακριά από την απαραίτητη υποδομή, αυτό δεν είναι απλώς οικονομικά βιώσιμο.

mathanio (2).jpg

Αλλά τώρα, ο καθηγητής χημείας MIT Yogesh Surendranath και τρεις συνεργάτες έχουν βρει έναν τρόπο να χρησιμοποιήσουν ηλεκτρισμό που μπορεί να προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές, να μετατρέψει μεθάνιο σε παράγωγα μεθανόλης, ένα υγρό που μπορεί να μετατραπεί σε καύσιμο αυτοκινήτων ή να χρησιμοποιηθεί ως πρόδρομος μια ποικιλία χημικών προϊόντων.

Αυτή η νέα μέθοδος μπορεί να επιτρέψει τη μετατροπή μεθανίου χαμηλότερου κόστους σε απομακρυσμένες τοποθεσίες. Τα ευρήματα, που περιγράφονται στο περιοδικό ACS Central Science, θα μπορούσαν να προετοιμάσουν το δρόμο για την αξιοποίηση μιας σημαντικής προσφοράς μεθανίου, η οποία κατά τα άλλα χάνεται τελείως.

"Αυτό το εύρημα ανοίγει τις πόρτες για ένα νέο πρότυπο χημείας μετατροπής μεθανίου", λέει ο Jillian Dempsey, βοηθός καθηγητής χημείας στο Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας, ο οποίος δεν συμμετείχε σε αυτό το έργο.

mathanio (3).jpg

Οι υπάρχουσες βιομηχανικές διεργασίες για τη μετατροπή μεθανίου σε υγρές ενδιάμεσες χημικές μορφές απαιτούν πολύ υψηλές θερμοκρασίες λειτουργίας και μεγάλο εξοπλισμό έντασης κεφαλαίου.

Αντ 'αυτού, οι ερευνητές έχουν αναπτύξει μια ηλεκτροχημική διαδικασία χαμηλής θερμοκρασίας η οποία θα ανεφοδιάζει συνεχώς ένα καταλυτικό υλικό που μπορεί να πραγματοποιήσει γρήγορα τη μετατροπή. Αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε ενδεχομένως να οδηγήσει σε "σχετικά χαμηλού κόστους, επιτόπου προσθήκη στις υπάρχουσες λειτουργίες των γεωτρήσεων", λέει ο Surendranath, Καθηγητής Ανάπτυξης Καριέρας στο Τμήμα Χημείας του MIT.

Η ηλεκτρική ενέργεια που τροφοδοτεί τέτοια συστήματα θα μπορούσε να προέρχεται από ανεμογεννήτριες ή ηλιακούς συλλέκτες κοντά στο χώρο, λέει. Αυτή η ηλεκτροχημική διαδικασία, λέει, θα μπορούσε να προσφέρει έναν τρόπο για να γίνει η μετατροπή του μεθανίου - μια διαδικασία γνωστή και ως λειτουργικοποίηση - "εξ αποστάσεως, όπου υπάρχουν πολλά αποθεματικά μεθανίου".

mathanio (5).jpg

Ήδη, λέει, "το μεθάνιο παίζει βασικό ρόλο ως μεταβατικό καύσιμο". Αλλά το ποσό αυτού του πολύτιμου καυσίμου, το οποίο τώρα έχει μόλις ξεπεράσει, λέει, "είναι αρκετά εκπληκτικό". Αυτό το τεράστιο ποσό σπαταλημένου φυσικού αερίου μπορεί να παρατηρηθεί ακόμη και σε δορυφορικές εικόνες της Γης το βράδυ, σε περιοχές όπως τα πετρελαιοφόρα πεδία Bakken στη Βόρεια Ντακότα που ανάβουν τόσο έντονα όσο μεγάλες μητροπολιτικές περιοχές εξαιτίας της φλόγας.

Με βάση τις εκτιμήσεις της Παγκόσμιας Τράπεζας, η παγκόσμια καύση αποβλήτων μεθανίου ισοδυναμεί περίπου με το ένα πέμπτο της κατανάλωσης φυσικού αερίου στις ΗΠΑ.

Όταν το αέριο αυτό δεν απελευθερωθεί άμεσα, λέει ο Surendranath, "μειώνετε την περιβαλλοντική βλάβη, αλλά και σπαταλάτε την ενέργεια". Η εύρεση ενός τρόπου μετατροπής μεθανίου με αρκετά χαμηλό κόστος για να καταστεί πρακτικό για απομακρυσμένες τοποθεσίες "υπήρξε μια μεγάλη πρόκληση στη χημεία εδώ και δεκαετίες", λέει.

mathanio (7).jpg

Αυτό που κάνει τη μετατροπή του μεθανίου τόσο σκληρή είναι ότι οι δεσμοί άνθρακα-υδρογόνου στο μόριο του μεθανίου αντιστέκονται σε σπασίματα και ταυτόχρονα υπάρχει ο κίνδυνος να παρακωλυθεί η αντίδραση και να καταλήξει σε μια διαδικασία διαφυγής που καταστρέφει το επιθυμητό τελικό προϊόν.

Οι καταλύτες που θα μπορούσαν να κάνουν τη δουλειά έχουν μελετηθεί για πολλά χρόνια, αλλά συνήθως απαιτούν σκληρούς χημικούς παράγοντες που περιορίζουν την ταχύτητα της αντίδρασης, λέει. Η βασική νέα πρόοδος ήταν η προσθήκη μιας ηλεκτρικής κινητήριας δύναμης η οποία θα μπορούσε να ρυθμιστεί με ακρίβεια για τη δημιουργία πιο ισχυρών καταλυτών με πολύ υψηλές ταχύτητες αντίδρασης.

"Δεδομένου ότι χρησιμοποιούμε ηλεκτρική ενέργεια για να οδηγήσουμε τη διαδικασία, αυτό ανοίγει νέες ευκαιρίες για να γίνει η διαδικασία πιο γρήγορη, επιλεκτική και φορητή από τις υπάρχουσες μεθόδους", λέει ο Surendranath. Επιπλέον, "μπορούμε να έχουμε πρόσβαση σε καταλύτες που κανείς δεν έχει παρατηρήσει πριν, επειδή τις δημιουργούμε με έναν νέο τρόπο".

mathanio (8).jpg

Το αποτέλεσμα της αντίδρασης είναι ένα ζεύγος υγρών χημικών ουσιών, το όξινο θειικό και το μεθανοσουλφονικό οξύ, τα οποία μπορούν να υποστούν περαιτέρω επεξεργασία για να παράγουν υγρή μεθανόλη, ένα πολύτιμο χημικό ενδιάμεσο για καύσιμα, πλαστικά και φαρμακευτικά προϊόντα.

Τα πρόσθετα βήματα επεξεργασίας που απαιτούνται για την παρασκευή της μεθανόλης παραμένουν πολύ προκλητικά και πρέπει να τελειοποιηθούν πριν αυτή η τεχνολογία εφαρμοστεί σε βιομηχανική κλίμακα. Οι ερευνητές επεξεργάζονται ενεργά τη μέθοδο αντιμετώπισης αυτών των τεχνολογικών εμποδίων.

 

 

Βίντεο

Το βραβευμένο βίντεο του ΕΟΤ, «Greece-A 365-Day Destination
Το βραβευμένο βίντεο του ΕΟΤ, «Greece-A 365-Day Destination" στον «2ο Διαγωνισμό Βίντεο του Παγκόσμιου Οργανισμού Τουρισμού των Ηνωμένων Εθνών»

Δείτε το βίντεο:

 

Καβούρι - ήρωας. Πηδάει από το τηγάνι και κλείνει το μάτι για να σώσει τους φίλους του!
Καβούρι - ήρωας. Πηδάει από το τηγάνι και κλείνει το μάτι για να σώσει τους φίλους του!

Η απίστευτη αυτή... διάσωση έλαβε χώρα στην επαρχία Τζιανγκσού της Κίνας, στην πόλη Λιανιουνγκάνγκ, βόρεια της Σαγκάης. Δείτε το βίντεο!

 

Facebook