海南省科技廳官微發布消息,近日,海南大學海洋清潔能源創新團隊成功破解了長期制約的世界性難題,在甲烷直接催化轉化領域取得顛覆性突破。該團隊研發的新型催化體系,以接近100%的完美選擇性,在溫和條件下將氣態的甲烷高效轉化為高附加值的液體燃料甲醇,為我國南海豐富的天然氣水合物資源就地轉化、高效利用提供了具有自主知識產權的核心技術方案。相關研究成果日前在國際學術期刊《自然·通訊》雜志上發表。
天然氣水合物(可燃冰)是蘊藏在中國南海的巨大戰略能源寶庫,其主要成分甲烷,然而甲烷分子結構異常穩定,傳統的工業利用方式如同“大火猛攻”,需在高溫高壓下進行粗放式轉化。因此,如何在溫和條件下實現原子級的精準調控,將甲烷直接、高效地轉化為甲醇,一直是全球催化化學領域的“圣杯級”挑戰。
海南大學海洋清潔能源創新團隊巧妙地設計出一種納米級別的鈀(Pd)催化劑,通過對晶面的精密“裝修”,能夠精準識別并激活甲烷分子。更關鍵的是,它對目標產物甲醇具有一種“快速釋放”的特性:一旦寶貴的甲醇分子生成,催化平臺會立即將其“彈出”,避免其在反應環境中停留過久而被過度氧化。
據悉,這項突破性技術實現了兩大創新,一是根據最終實驗結果顯示,甲醇的選擇性高達99.7%,幾乎實現了“零損耗”的完美轉化;二是整個過程僅需70℃的低溫,這意味著未來的工業化生產將更安全、更節能、更環保,具備了極高的商業應用潛力和經濟價值。
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