Čeští vědci našli cestu, jak efektivně změnit metan na užitečný metanol

Tým vědců z Akademie věd ČR otevřel cestu k výhodné přeměně metanu v chemické výrobě. Vytvořili a popsali nová reakční centra, která dovedou aktivovat kyslík zatím neznámým způsobem – rozštěpit ho. Pak ho lze použít k oxidaci metanu na metanol, který má široké využití. Za objev letos získala trojice vědců z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského Akademie věd cenu Invence v rámci ocenění Česká hlava.

Zásadní roli v procesu hraje nenápadný minerál jménem zeolit. „Zeolit je zjednodušeně děravý křemen a jeho jedinečnost spočívá v tom, že atomy křemíku a kyslíku vytvářejí propojenou strukturu kanálků a dutin, do kterých se vejdou menší molekuly. Když jsou v kanálech přítomná reakční centra, stávají se zeolity ideálním materiálem pro využití v katalýze,“ vysvětlil šéf týmu Jiří Dědeček.

Vědec se s kolegy Edytou Tabor a Štěpánem Sklenákem věnuje využití zeolitů, například právě pro přeměnu metanu na metanol. Ta je podle Akademie věd vzhledem k nízké reaktivitě metanu nyní velkou výzvou a ve výzkumné sféře má obrovskou pozornost. Metanol má totiž široké využití jako surovina pro chemickou výrobu i alternativní palivo. Kromě toho se využívá i jako rozpouštědlo, přísada do nemrznoucích směsí a pro řadu dalších účelů.

Získávat ho z metanu však bylo dosud nevýhodné. Podle Akademie věd je přeměna metanu na kapalné produkty zatím možná pouze velmi náročnými a drahými procesy, takže je kvůli tomu cena výsledku, včetně metanolu, zpravidla velmi vysoká.

Česká cesta

Dědečkův tým ale objevil v zeolitu katalyzátor, který dokáže přeměnit metan přímo na metanol pomocí molekulárního kyslíku s uspokojivou efektivitou. „Přímá oxidace metanu na metanol molekulárním kyslíkem představuje cestu, jak výrazně snížit náklady na výrobu metanolu, a přibližuje nás tak k získání technologií pro výrobu levnějších paliv, ale i mnoha dalších průmyslově využitelných produktů,“ zdůraznil vědec.

Štěpení kyslíku pak podle vědců zajišťují dva kationty přechodového kovu, například železa. Ty společně dovedou roztrhnout molekulu kyslíku, a to již při pokojové teplotě. Unikátní systém se podle Akademie věd úspěšně povedlo využít pro vytvoření systémů pro oxidaci metanu na metanol jako možného základu technologie pro využití metanu.

Zeolit pod mikroskopem
Zdroj: Wikimedia Commons

„Kromě schopnosti rozštěpit molekulární kyslík a oxidovat metan na metanol i za laboratorní teploty vykazuje nová metoda další unikátní vlastnost,“ upozornil Dědeček.

„Metanol vzniklý oxidací metanu se již za laboratorní teploty rovněž spontánně uvolňuje do plynné fáze. Jedná se o velmi podstatnou výhodu proti ostatním katalyzátorům schopným selektivně oxidovat metan molekulárním kyslíkem, kde je navíc nezbytné k uvolnění metanolu aplikovat vodní páru. To pak vede k destrukci aktivních center a výsledně k jejich tak nízké aktivitě, že jsou v praxi nepoužitelné,“ uzavřel Dědeček.

Laureáti převezmou cenu 29. listopadu na galavečeru v Národním muzeu v Praze. Národní ocenění Česká hlava letos dostal molekulární imunolog Václav Hořejší. Návrh vládní Rady pro výzkum, vývoj a inovace na jeho ocenění v listopadu schválila vláda.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

V Arktidě je rekordně málo mořského ledu

Za běžných okolností v lednu v Arktidě mořského ledu přibývá. Letos ale v druhé polovině měsíce ledu příliš nepřibývalo, anebo ho dokonce mírně ubylo. Rozsah mořského ledu v Arktidě celkově klesá dlouhodobě. Chaotické však byly i srážky, kdy například v Texasu bylo víc sněhu než na Aljašce.
před 16 hhodinami

Středověké konference popularizovaly vědu. Historik popsal roli Jana Husa

Když se řekne kvodlibet, drtivé většině Čechů se zřejmě nevybaví vůbec nic. Ale právě za studium kvodlibetů byl nyní oceněn český historik a filozof Ota Pavlíček – v lednu 2025 obdržel Cenu Neuron pro nadějné vědce a s ní spojenou odměnu 500 tisíc korun na další výzkum. Roli v nich hrál i český mistr Jan Hus. Proč je právě kvodlibet tak zajímavý a možná i důležitý pro moderní dobu?
před 19 hhodinami

Kjótský protokol se pokusil před 20 lety snížit emise

Před dvaceti lety, 16. února 2005, vstoupil po ratifikaci Ruskem v platnost Kjótský protokol o snížení emisí skleníkových plynů. Podle dokumentu měly být v letech 2008 až 2012 sníženy celkové světové emise oxidu uhličitého a dalších skleníkových plynů v průměru o 5,2 procenta v porovnání s rokem 1990. Platnost protokolu byla nakonec prodloužena do roku 2020. Nahradila ho pařížská úmluva OSN o změně klimatu, která vstoupila v platnost v listopadu 2016.
před 19 hhodinami

Před 90 lety představil vědec první antibiotikum. Testoval ho na vlastní dceři

Penicilin je sice nejznámějším antibiotikem, ale přestože byl prvním objeveným lékem tohoto typu, nestal se prvním, který se začal využívat. Předstihl ho preparát, který je dnes už v podstatě zapomenutý – Prontosil.
15. 2. 2025

Observatoř změnila informace o ženě, jejíž jméno nese. Odporovaly Trumpovu dekretu

Americký prezident Donald Trump krátce po uvedení do úřadu zakázal programy rovnosti, rozmanitosti a inkluze. Důsledky cítí i vesmírná agentura NASA a také například nová observatoř Very Rubinové. Vedení této instituce ze stránek smazalo informace spojené s odkazem slavné astronomky, jejíž jméno organizace nese.
15. 2. 2025

Spojenecké bomby na sklonku války omylem připravily o život sedm set Pražanů

Před 80 lety proběhl nálet na Prahu, jehož se zúčastnilo 62 amerických bombardérů B-17. Poškozeno bylo 2500 domů, zahynulo 701 lidí a dalších 1184 utrpělo zranění. Praha přitom vůbec neměla být cílem tohoto útoku.
14. 2. 2025Aktualizováno14. 2. 2025

Prahu před osmdesáti lety bombardovaly „létající pevnosti“

Před 80 lety, za druhé světové války, zažila Praha nejničivější bombardování. Stroje, které v Praze bomby shazovaly, byly americké těžké bombardéry B-17, kterým se přezdívalo „létající pevnosti“. Jeden letoun vážil téměř 25 tun. Poháněly ho čtyři speciálně vyrobené motory, díky kterým dokázal létat rychlostí až 460 kilometrů za hodinu. Jedna B-17 dokázala unést téměř osm tun výbušnin. Během druhé světové války jich tyto stroje shodily na nepřátelské území přes 640 tisíc tun.
14. 2. 2025

Hlubokomořský detektor zachytil zatím nejsilnější „přízračnou částici“

Vědci tento týden oznámili, že detektor neutrin ponořený ve Středozemním moři odhalil částici tohoto typu s dosud nejvyšší energií, jakou se kdy podařilo najít. Výzkumníky to zaskočilo: objev naznačuje, že takto silná neutrina jsou mnohem častější, než se myslelo.
14. 2. 2025
Načítání...