Một nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học Washington đã cải tiến một phản ứng xúc tác quan trọng thường được sử dụng trong ngành công nghiệp dầu khí. Đổi mới này có thể tiết kiệm năng lượng đáng kể và giảm ô nhiễm. Nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Angewandte Chemie của Đức.

Chuyển đổi hiệu quả thành metan

Khí metan là sản phẩm phụ trong phần lớn hoạt động của ngành công nghiệp dầu khí, nơi khí có thể tích tụ trong các quá trình hoạt động và gây lo ngại về độ an toàn. Metan cũng là thành phần chính trong khí thiên nhiên, được sử dụng để sưởi ấm và có thể được chuyển đổi thành nhiều sản phẩm hữu ích như điện. Nhưng việc phá vỡ liên kết chắc chắn giữa cacbon và hydro đòi hỏi một nguồn năng lượng lớn.
Để chuyển đổi metan, ngành công nghiệp dầu khí thường sử dụng chất xúc tác từ niken. Nhưng thường sẽ ít tốn kém hơn khi đốt metan tại chỗ; Tuy nhiên, quá trình này bổ sung các khí nhà kính vào khí quyển, góp phần gây nóng lên toàn cầu và gây lãng phí năng lượng. Ví dụ ở Hoa Kỳ, lượng metan được đốt hàng năm bằng 25% mức tiêu thụ khí thiên nhiên của quốc gia này.

PGS. Su Ha, đồng tác giả nghiên cứu cho rằng: "Hiện nay, chúng ta đúng ra đang lãng phí tất cả các khí đó. Nếu chúng ta có thể chuyển đổi hiệu quả metan từ đá phiến sét hoặc mỏ khí thành điện năng hoặc các sản phẩm hữu ích, thì điều đó sẽ rất khả quan".

Niken cacbua là chất xúc tác hiệu quả

Các nhà nghiên cứu đã giảm đáng kể năng lượng cần để phá vỡ liên kết giữa cacbon và hydro bằng cách bổ sung một lượng nhỏ cacbon vào trong chất xúc tác niken. Kết quả tạo thành niken cacbua, sinh ra điện trường dương. Chất xúc tác mới này làm suy yếu liên kết giữa hydro và cacbon của phân tử metan, cho phép nó phân tách ở nhiệt độ thấp hơn nhiều.

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng trong khi quá nhiều cacbon trong chất xúc tác dập tắt phản ứng, nhưng nồng độ này ở mức rất thấp trên thực tế lại tăng cường phản ứng. Các nhà khoa học đã lập một mô hình số của phản ứng và đang nghiên cứu để chứng minh bằng thực nghiệm.