Metode baru mengubah metana dalam gas alam menjadi metanol pada suhu kamar
Para peneliti di University of Illinois Chicago telah menemukan cara untuk mengubah metana dalam gas alam menjadi metanol cair pada suhu kamar.
Penemuan ini, yang dilaporkan dalam jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences, berpotensi menyediakan sumber energi yang lebih bersih untuk banyak aktivitas kita sehari-hari.
Saat dibakar, gas alam — bahan bakar yang digunakan untuk menghangatkan rumah, memasak makanan, dan menghasilkan listrik — menghasilkan karbon dioksida, gas rumah kaca yang kuat.
Menurut Administrasi Informasi Energi A.S., A.S. mengonsumsi sekitar 31 triliun kaki kubik gas alam pada tahun 2019, menyumbang sekitar 1,6 gigaton karbon dioksida ke atmosfer.
Cara yang lebih baik untuk menggunakan gas alam adalah mengubahnya menjadi metanol, bahan bakar cair yang membakar lebih bersih dan dapat digunakan untuk menghasilkan bensin dan plastik. Tetapi mengubah metana yang ditemukan dalam gas alam menjadi metanol membutuhkan banyak panas dan tekanan serta menghasilkan karbon dioksida dalam jumlah yang signifikan.
"Para peneliti telah tertarik pada cara untuk mengubah metana menjadi metanol pada suhu kamar untuk menghindari semua panas dan tekanan yang saat ini diperlukan dalam proses industri untuk melakukan konversi ini," kata Meenesh Singh, asisten profesor teknik kimia di UIC College of Engineering dan penulis makalah yang sesuai.
Metanol juga dianggap sebagai "bahan bakar di masa depan", yang menggerakkan "ekonomi metanol" di mana ia menggantikan bahan bakar fosil dalam transportasi, penyimpanan energi, dan sebagai bahan prekursor dominan untuk bahan kimia sintetis dan produk lainnya. Metanol saat ini digunakan dalam teknologi sel bahan bakar yang menggerakkan beberapa bus kota dan kendaraan lain. Potensi emisinya yang lebih rendah dan kepadatan energi volumetrik yang lebih tinggi menjadikannya alternatif yang menarik untuk bahan bakar fosil, kata Singh.
"Selain menjadi bahan bakar dengan pembakaran yang lebih bersih, metana juga dapat disimpan dengan aman di wadah biasa, tidak seperti gas alam, yang harus disimpan di bawah tekanan dan yang jauh lebih mahal," kata Singh.
Panas dan tekanan dalam jumlah tinggi dibutuhkan untuk memutus ikatan hidrokarbon dalam gas metana, langkah pertama dalam memproduksi metanol. Tetapi mahasiswa pascasarjana Singh dan UIC Aditya Prajapati telah mengidentifikasi bahan katalis yang membantu menurunkan energi yang dibutuhkan untuk memutus ikatan ini sehingga reaksi dapat berlangsung pada suhu kamar.
“Kami berhasil menurunkan suhu proses industri dari lebih 200 derajat Celcius ke suhu ruangan, yaitu sekitar 20 derajat Celcius,” kata Prajapati.
Katalisnya terdiri dari titanium dan tembaga. Katalis, bersama dengan sejumlah kecil listrik, memfasilitasi pemutusan ikatan hidrokarbon metana dan pembentukan metanol. Proses ini menggunakan energi yang jauh lebih sedikit daripada metode tradisional, dan karena tidak memerlukan mesin untuk menghasilkan tekanan dan panas tinggi, proses ini dapat disiapkan dengan cepat dan murah.
"Proses kami tidak perlu terpusat," kata Singh. "Ini dapat diterapkan di ruang sekecil van dan portabel untuk penggunaan gas alam dan pembuatan metanol yang didistribusikan."
Singh dan rekannya telah mengajukan paten sementara untuk proses tersebut dan berharap dapat mengubah beberapa liter metanol sehari. Paten tersebut dikelola melalui UIC Office of Technology Management.
