کریس یانگ -04 ژوئیه 2022 -سکوی ساخت و ساز فراساحلی برای تولید نفت و گاز. curraheeshutter/iStock
یک عامل جدید اتصال متان می تواند از سوزاندن بیهوده مقادیر زیادی گاز طبیعی در هر سال جلوگیری کند.
صنعت جهانی نفت تقریباً همان مقدار گاز طبیعی را می سوزاند که هر ساله توسط آمریکای مرکزی و جنوبی استفاده می شود.گزارشی از نیواطلس نشان می‌دهد که عامل اتصال جدید می‌تواند به تبدیل بیشتر آن گاز به سوخت مایع از نظر اقتصادی کمک کند.
مشکل متان صنعت نفت
تولید نفت در حال حاضر مسئول تقریباً 40 درصد انتشار گاز متان برای صنایع نفت و گاز است. تاکنون، شرکت‌های نفتی از نظر اقتصادی گزینه‌ای برای جذب متانی که در حین حفاری نفت خارج می‌شود، نداشته‌اند. بنابراین آنها گاز را به جای آن می سوزانند و آن را در جو آزاد می کنند، جایی که این گاز پتانسیل گرمایش جهانی 84 تا 87 برابر دی اکسید کربن دارد. این منجر به انتشار حدود 265 میلیون تن دی اکسید کربن می شود.
محققان دانشگاه نیو ساوت ولز بر این باورند که پیشرفت مهمی در قالب روش تبدیل کاتالیزوری کارآمدتر و ارزان‌تر داشته‌اند.
محققان UNSW از مدل‌سازی رایانه‌ای برای کمک به شناسایی فلز اسمیوم، عنصری با بالاترین چگالی موجود در طبیعت، به عنوان یک هدف ایده‌آل برای اتصال متان استفاده کردند. جیمز واتسون، نویسنده ارشد یک مطالعه جدید توضیح داد: «ما دریافته‌ایم که متان، که عموماً بی‌اثر است، با گونه‌ای با محوریت فلز اسمیوم برهم‌کنش می‌دهد تا یک کمپلکس نسبتاً پایدار اسمیوم- متان را تشکیل دهد. این کمپلکس ما نیمه عمر موثری در حدود 13 ساعت دارد.
وی ادامه داد: این یعنی 13 ساعت طول می کشد تا نیمی از مجموعه تجزیه شود. این پایداری، در ارتباط با طول عمر نسبتاً طولانی این مجموعه، امکان تجزیه و تحلیل عمیق ساختار، شکل‌گیری و واکنش‌پذیری این دسته از کمپلکس های [اسمیوم] را فراهم می‌کند و به اطلاع‌رسانی در طراحی کاتالیزورهایی که پتانسیل تبدیل را دارند کمک می‌کند. متان به ترکیبات مصنوعی مفیدتر تبدیل می شود.”
کمک به دور شدن از سوخت های فسیلی
کمپلکس‌های اوسمیوم به دانشمندان اجازه می‌دهند تا تجزیه و تحلیل‌های مولکولی عمیقی را انجام دهند که باید منجر به فرآیندهای کاتالیزوری جدید شود که از عناصر در دسترس بیشتری استفاده می‌کند – زیرا اسمیم یکی از کمیاب‌ترین عناصر زمین است.
پروفسور گراهام بال، یکی از نویسندگان این مطالعه گفت: «یکی از راه‌های تبدیل متان به سوخت مایع، استفاده از کاتالیزورهایی است که حاوی عناصر فلزی واسطه هستند. نه تنها [سوخت‌های مایع] راحت‌تر و ایمن‌تر از ذخیره‌سازی گازها هستند بلکه با هزینه انرژی بسیار کمتری حاصل می شود .
آنها ادامه دادند: «حمل و نقل سوخت‌های مایع آسان‌تر است، و به راحتی در زیرساخت‌های سوخت موجود ما ادغام می‌شوند – بنزین E10 در حال حاضر دارای 10 درصد اتانول است. به عنوان مثال، اگر روش‌های کارآمد و تجاری مناسب برای تبدیل متان به متانول وجود داشته باشد، این نیز انگیزه‌ای برای حفظ متان برای تبدیل و جلوگیری از سوزاندن آن بدون هدف، کاهش مصرف کلی سوخت‌های فسیلی و آسیب رساندن به انتشار گازهای گلخانه‌ای ایجاد می‌کند. ما امیدواریم که کشف ما به طراحی نسل بعدی کاتالیزورهای کارآمدتر که می توانند از نظر تجاری قابل دوام باشند، کمک کند.”
سوخت های هیدروکربنی، البته، انتشار دی اکسید کربن را آزاد می کنند، به این معنی که این محلول سازگار با محیط زیست نخواهد بود. آنتونیو گوترش، دبیر کل سازمان ملل متحد اخیراً استدلال کرد که سیستم انرژی جهانی “شکسته” است و اقدامات بسیار شدیدتری لازم است. در این زمینه، این ممکن است کافی نباشد.
با این حال، روش جدید می‌تواند از استخراج سوخت‌های دیگر جلوگیری کند، به این معنی که می‌تواند کمی مشکل را کاهش دهد. همچنین از هدر رفتن مقادیر زیادی گاز طبیعی جلوگیری می کند. سپس، این احتمال وجود دارد که سوخت مایع مشتق شده از متان نیز می تواند با سوخت زیستی مخلوط شود. روی هم رفته، می تواند گام مهمی در گذار از مصرف سوخت فسیلی باشد.
