Aby metan nebyl jen odpad

Na nočních snímcích ze satelitů zalévá rozsáhlé oblasti Středního východu jasná záře. Nepochází z osvětlení měst a vesnic. Do noci tu plápolají plameny metanu spalovaného na naftových polích. Pro těžaře představuje tento plyn nežádoucí odpad. Přitom by mohl sloužit jako vydatný zdroj energie i jako cenná surovina pro chemický průmysl.

Jedním z důvodů, proč se metan nevyužívá, je absence jednoduché a levné metody pro proměnu plynu na kapalný metanol. Ten se mnohem snáze skladuje a přepravuje a také jako surovina je podstatně vhodnější. Generace chemiků se snažily metodu pro přímou syntézu metanolu z metanu vyvinout. Marně. Výroba metanolu z metanu zůstává složitá, málo produktivní a nevyplácí se.

Nové katalyzátory na bázi tzv. zeolitů sice dovolují přímou syntézu metanolu slučováním metanu s kyslíkem, ale ta v sobě skrývá jedno zásadní úskalí. Nemůže běžet nepřetržitě, ale jen v neustále se opakujících cyklech.

Důvod je prozaický. Pro zahájení reakce je zapotřebí vysoké teploty nad 450°C. Při této teplotě by ale hromadící se metan brzy vzplanul. Proto se musí reakční směs zchladit na teploty kolem 200°C a po odstranění metanu opět ohřát.

Tým pod vedením Jeroena van Bokhovena z techniky v Curychu nyní přichází s významným zlepšením, které švýcarští chemici popsali ve studii publikované ve vědeckém časopise Angewandte Chemie. Dosáhli syntézy metanolu z metanu za stabilní teploty 200°C.

Vypomohli si přitom vtipným trikem. Zahřátí reakční směsi nahradili šestatřicetinásobným zvýšením tlaku v reakční nádobě. Zjistili přitom zajímavou věc. Na zeolitových katalyzátorech probíhá vysokotlaká reakce na jiných místech složité krystalové mřížky, než je tomu v případě reakce za vysoké teploty.

Technologie zatím není připravena pro průmyslové využití. Na to její účinnost stále ještě nestačí. Van Bokhovenův tým je přesto přesvědčen, že reakční poměry výrazně vylepší.

Vědci použili tradiční typ zeolitového katalyzátoru, jaký se běžně uplatňoval při vysokoteplotní syntéze metanolu. Ten však při vysokotlaké syntéze nepodává nejlepší výkon.

„Musíme otestovat jiné typy katalyzátorů, které budou vhodnější pro vysokotlakou syntézu. Vyplatí se odzkoušet dokonce i takové katalyzátory, které jsme doposud vůbec nebrali v úvahu,“ říká Joeren Van Bokhoven a věří, že účinnost syntézy se s novými katalyzátory mnohonásobně zvýší.