从厚厚的空气中制造燃料

希望开发新能源的科学家长期以来一直致力于将甲烷(一种在天然气中发现的简单而丰富的化学物质)直接转化为可用的燃料，如甲醇。到目前为止，科学家们还需要昂贵的高温才能做到这一点。

在一项新的研究中，美国能源部(DOE)阿贡国家实验室，塔夫斯大学和橡树岭国家实验室的研究人员联手研究了在较温和条件下铑基催化剂在这种转化中的潜力。“我们的工作显示了铑能够在温和的条件下进行转换，例如温度较低，”Argonne X射线科学家Sungsik Lee说。“在温和的条件下将甲烷转化为甲醇可能具有重要的应用，并在催化方面取得突破。”

甲醇是生产化学品的关键原料，其中一些用于制造塑料，胶合板和涂料等产品。甲醇还可能为车辆提供燃料或进行改造以生产用于燃料电池的高品位氢气。

由于美国天然气中存在丰富的甲烷，近几年来寻找将甲烷转化为甲醇的有效方法的长达数十年的兴趣变得更加强烈。

然而，目前用于从甲烷生产甲醇的方法涉及多步骤方法，该方法在小规模应用中既不高效也不经济。

在自然界发表的这项研究中，研究人员开发了一种利用铑将甲烷转化为甲醇的新方法，并在不同条件下测试了铑催化剂的有效性。使用相对简单的方法制备的催化剂用于在温和条件下使用氧气(O 2)和一氧化碳(CO)将甲烷更好地转化为甲醇和乙酸。

“将甲烷直接转化为液态甲醇一直是催化中尚未解决的问题，”李说。“通过使用包括Argonne先进光子源在内的各种测试设备，我们能够对这些贵金属催化剂的原子级结构提供新的见解，这些催化剂是原子分散的铑配合物而不是纳米颗粒。”

威斯康星大学麦迪逊分校的化学教授Ive Hermans在“自然”杂志的评论中指出，研究“将均相有机金属化学与固相(非均相)催化联系起来”，并说明理解催化剂的重要性。在原子尺度上。“

在该研究中，研究小组建议进一步的研究和测试将阐明引导新甲烷转化催化剂设计的机理和反应途径。

“虽然我们的工作仍然远离商业应用，但它可能激发了新型甲烷转化催化剂的研究方向，”李说。

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