02.12.2025 г.
Метан в пользу: новый фотокатализатор создаёт этилен без высоких температур
Процесс может применяться прямо у источников выбросов метана — от угледобычи до животноводческих комплексов
Учёные представили новый способ превращать метан — один из наиболее значимых парниковых газов — в востребованный этилен с использованием солнечной энергии. Разработка получила импульс благодаря условиям Австралии, где высокая солнечная интенсивность становится не только фактором климатических стрессов, но и мощным ресурсом для энергетически сложных химических процессов. Над ней трудилась международная группа под руководством заслуженного профессора Университета Квинсленда Лянчжоу Вана при участии исследователя школы химической инженерии UQ Чжилиана Вана.
В традиционной химической промышленности превращение метана требует температур в сотни градусов, что делает процесс энергоёмким и создаёт заметную экологическую нагрузку. По словам доктора Вана, в новом подходе удалось показать, что австралийское солнечное излучение может быть использовано как основной источник энергии для каталитической реакции. Он объяснил, что солнечный свет обеспечивает условия, при которых метан переходит в этилен намного эффективнее, чем при обычных методах, и при этом не требует внешнего нагрева. Исследователь подчеркнул, что конечный продукт — этилен — широко применяется в производстве пластиков, волокон для одежды и множества растворителей.
Научная группа разработала катализатор на основе сплава палладия и золота, действующий в сочетании с диоксидом титана. Под воздействием солнечного излучения система направляет химическую реакцию по пути образования этилена, а не полного окисления метана до углекислого газа. Доктор Ван сравнил работу сплава с «коктейлем», в котором комбинация двух металлов усиливает свойства каждого. По сути, взаимодействие палладия и золота позволяет регулировать превращение газа таким образом, чтобы повысить выход полезного продукта.
Учёные отмечают, что технология может сыграть роль и в решении локальной экологической проблемы. В Австралии значительную долю метановых выбросов формируют сельское хозяйство и угледобывающая промышленность, и по совокупному воздействию метан здесь нередко оказывается критичнее углекислого газа. Исследователи подчеркивают, что при наличии подходящих систем метан может стать не источником выбросов, а ценным сырьём.
Команда рассматривает перспективу применения технологии непосредственно в районах, где метан выделяется в атмосферу. В промышленном масштабе катализаторные модули могут размещаться на крышах объектов, связанных с добычей ископаемого топлива или переработкой отходов, а в сельском хозяйстве — интегрироваться в помещения для содержания скота. Одним из текущих направлений работы остаётся удешевление катализатора: помимо золота исследуются варианты с использованием более доступных металлов, например железа.
Результатыопубликованывжурнале Journal of the American Chemical Society.