Сьогодні Земля фактично потерпає від глобального потепління. Критичну роль у цьому відіграють парникові гази. Одним з найнебезпечніших з них – метан, який є “високоефективним” парниковим газом, хоча його концентрація в атмосфері менша за концентрацію води чи вуглекислого газу.
Та, хоча мало в атмосфері відносно вуглекислого газу та водяної пари, він небезпечніший за них. Тому науковці думають, як зменшити викиди метану та навчитися високоефективно перетворювати його на інші сполуки, корисні для людей. Й тут спеціалісти стикаються з проблемами.
Проблема з метаном полягає не у тому, що він хімічно складний – молекула цього газу складається з атома вуглецю та чотирьох атомів водню. Проблему становлять міцні вуглецево-водні зв’язки між атомами, які дуже тяжко розірвати, щоб розкласти метан на складові частини. Переважно це відбувається під дією високих температур та змішуванням газу з киснем, що призводить до отримання метанолу, водню та аміаку. Але цей процес синтезу складний та дорогий.
Шукаючи шляхи виходу з такої ситуації, науковці відкрили ефективний каталізатор – одного-двох прошарків платини, які мають товщину в один атом. Платина наноситься на двомірні карбідні структури металу (MXenes). Уся конструкція виконує роль каталізатора хімічної реакції, яка високоефективно розділяє метан на етан та етилен, які можна використовувати у промисловості. Також технологія може видаляти водень з природного газу.
Під час тестів каталізатор міг працювати близько 72 годин безперервно без жодних проблем. Це натякає на довговічність такого “фільтра”, що зробить його дешевою заміною старої технології розділення метану.