Команда ученых из Северо-Западного университета построила плазменный «пузырьковый реактор» — пористую стеклянную трубку, покрытую катализатором из оксида меди. Метан проходит через трубку, а электрические импульсы превращают его в плазму, расщепляя газ и окружающую воду на высокореактивные фрагменты. Эти фрагменты быстро рекомбинируют в метанол, который немедленно растворяется в воде, останавливая реакцию до того, как продукт деградирует в углекислый газ.

Традиционный промышленный метод требует температур выше 800 °C и давлений в 200-300 раз выше атмосферного в две отдельные стадии, потребляя огромное количество энергии и производя CO2. Новый подход требует только электричества, воды и катализатора в почти нормальных условиях.

В оптимизированных условиях (включая разбавление метана аргоном для повышения электронной плотности и снижения побочных продуктов) система достигает 96,8% селективности по метанолу среди жидких продуктов. Около 57% всех продуктов (газов и жидкостей) преобразуется в метанол. В качестве побочных продуктов реакции выделяются водород и этилен — ценные промышленные вещества.

«Мы взяли метан, который является очень распространенным газом, и превратили его в метанол вместе с этиленом, водородом и небольшим количеством пропана. Все это, в сущности, более ценные вещества», — сказал Дейн Сверер, соавтор исследования.

В промышленных масштабах технология позволяет небольшим распределенным установкам преобразовывать метан в транспортабельное жидкое топливо прямо на месте утечек, там, где сейчас метан просто сжигают.

В 2024 году инженеры-химики разработали катализатор, который преобразует метан в ценные полимеры при комнатной температуре и атмосферном давлении. Катализатор превращает метан в метанол и затем в формальдегид.