Metan jest uważany za gaz cieplarniany, który jest 84 razy bardziej szkodliwy niż CO2. Jako główny składnik gazu ziemnego, wykorzystywany jest przede wszystkim jako paliwo. Metan uwalnia się jednak w dużych ilościach również na wysypiskach śmieci, w gospodarstwach rolnych oraz podczas wydobycia ropy i gazu. Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) chcą teraz wykorzystać szkodliwy metan (skład chemiczny: CH4) do wytworzenia czystego metanolu paliwowego (CH4O lub CH3OH).
Istnieją różne metody chemicznego przekształcania metanu w metanol. Metan zwykle utlenia się pod ciśnieniem i temperaturą. Ponieważ jednak istnieje wiele małych źródeł metanu, masowa redukcja metanu wymagałaby dużego wysiłku logistycznego. Emvolon, spółka wydzielona z MIT, chce teraz używać starszych silników spalinowych, które są tanie i łatwe w dystrybucji. W tym celu firma przekształca konwencjonalne silniki samochodowe w małe, mobilne zakłady chemiczne. Silniki są modyfikowane tak, aby częściowo spalały metan. Osiąga się to poprzez niezwykle bogate spalanie. Dodatkowe składniki i katalizatory przetwarzają następnie powstały tlenek węgla i węglowodory bezpośrednio w metanol lub amoniak (NH3). Paliwa te można następnie wykorzystać bezpośrednio lub przewieźć konwencjonalnymi cysternami.
Czytaj więcej
Obrist, mała austriacka firma, opracowała dwucylindrowy silnik spalinowy, który podobno pracuje z mniejszymi wibracjami niż silnik V12. Silnik to hybryda i ma być już gotowy do produkcji seryjnej.
- W przyszłości będziemy potrzebować ekologicznych paliw, ponieważ nie można zelektryfikować dużych statków ani samolotów. Do tego potrzebne jest paliwo płynne o dużej gęstości energii, niskim śladzie węglowym i niskich kosztach – mówi Emmanuel Kasseris, współzałożyciel i dyrektor generalny Emvolon. Jego projekt dotyczący metanolu jest pomysłem Leslie Bromberga, starszego inżyniera badawczego w Centrum Nauki i Fuzji Plazmowej MIT. Używał już silnika wysokoprężnego do „reformowania” metanu. Reforming metanu to wysokociśnieniowa reakcja chemiczna, która przekształca metan w wodór przy użyciu pary i tlenu. W nowym wynalazku wodór służy jako produkt pośredni razem z tlenkiem węgla, które są najważniejszymi elementami budulcowymi syntezy różnych substancji chemicznych. Dalsze etapy przetwarzania odbywają się bezpośrednio obok silnika, który działa jak generator wytwarzający energię elektryczną. Każdy z samodzielnych systemów Emvolon mieści się w typowym kontenerze transportowym i może wyprodukować około ośmiu ton metanolu dziennie z 8500 metrów sześciennych metanu. Amerykanie nie ujawnili jeszcze, jakie i ile silników potrzeba do tego.
Stare silniki spalinowe spalają metan produkując metanol lub amoniak
Firma chce w pierwszej kolejności rozpocząć produkcję metanolu, ponieważ jest to idealne paliwo dla sektorów, w których trudno jest osiągnąć redukcję emisji. Metanol można również wykorzystać jako surowiec do innych wysokowartościowych chemikaliów, takich jak paliwo lotnicze. - Chcielibyśmy rozszerzyć naszą działalność na inne chemikalia, takie jak amoniak, ale także na inne surowce, takie jak biomasa i wodór z energii odnawialnej. Osiągnęliśmy już w tym zakresie obiecujące wyniki – mówi Kasseris. Twórcy podkreślają ponadto, że finansowo cały projekt się spina. Systemy modułowe wymagają stosunkowo niewielkich inwestycji – od 1 do 10 milionów dolarów – które można szybko wdrożyć w ciągu kilku tygodni, w przeciwieństwie do ogromnych zakładów chemicznych, które wymagają wieloletnich projektów budowy kapitału i kosztują setki milionów. Latem 2024 roku spółka otrzymała grant z amerykańskiego Departamentu Energii na dostosowanie procesu do produkcji czystych paliw ciekłych ze źródeł energii takich jak energia słoneczna i wiatrowa.
