Tổng hợp metanol trực tiếp thường đề cập đến việc sản xuất hóa học metanol (CH3OH) trực tiếp từ carbon dioxide (CO2) và hydro (H2), hoặc trong một số bối cảnh, trực tiếp từ mêtan hoặc sinh khối. Cách tiếp cận phù hợp nhất về mặt công nghiệp và hứa hẹn với môi trường hiện nay là tổng hợp trực tiếp metanol từ CO2 và H2, thường được gọi là quá trình “trực tiếp CO2 thành metanol”.

Những điểm chính về tổng hợp metanol trực tiếp từ CO2 và H2:

• Nó liên quan đến việc phản ứng CO2 tinh khiết với hydro để tạo ra metanol và nước:

  CO2+3H2⇌CH3OH+H2O(ΔH=−49.16 kJ / mol)

• Quá trình này khác biệt đáng kể so với sản xuất metanol truyền thống sử dụng khí tổng hợp, hỗn hợp CO, CO2 và H2 thường có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch.

• Sử dụng CO2 và H2 tinh khiết giúp đơn giản hóa học và giảm sự hình thành các sản phẩm phụ, hạn chế tạp chất chủ yếu ở nước và CO2 hòa tan trong sản phẩm metanol thô.

• Ví dụ, nhà máy Carbon Recycling International ở Iceland đã sản xuất metanol tái tạo trực tiếp từ CO2 thu được và hydro điện phân kể từ năm 2012.

• Phương pháp này được hưởng lợi từ việc ít sử dụng năng lượng hơn và thân thiện với môi trường hơn vì nó có thể sử dụng điện tái tạo để sản xuất hydro và thu giữ carbon cho CO2.

• Thiết kế lò phản ứng và quy trình khác với các nhà máy dựa trên khí tổng hợp. Bởi vì phản ứng từ CO2 và hydro ít tỏa nhiệt hơn so với từ CO, nó đòi hỏi các chiến lược quản lý nhiệt khác nhau và cho phép thiết kế lò phản ứng không yêu cầu làm mát bên ngoài phức tạp.

• Quá trình này đáng chú ý vì cho phép sử dụng carbon và sản xuất metanol xanh có thể được sử dụng làm nhiên liệu hoặc nguyên liệu với lượng khí thải carbon ròng thấp.

Các phương pháp tiếp cận khác được thảo luận trong nghiên cứu bao gồm các hệ thống lai chất xúc tác plasma cho phép tổng hợp metanol trực tiếp từ khí mêtan trong điều kiện nhẹ, cho thấy hứa hẹn trong các thí nghiệm quy mô phòng thí nghiệm, nhưng chúng ít được thiết lập hơn trong công nghiệp.

Tóm lại, tổng hợp metanol trực tiếp từ CO2 và hydro là một quy trình hóa học đã được thiết lập và hấp dẫn với môi trường, chuyển đổi CO2 và hydro tái tạo trực tiếp thành metanol, cung cấp hóa học đơn giản hơn và các sản phẩm sạch hơn so với các phương pháp khí tổng hợp thông thường. Nó có tiềm năng giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và giảm lượng khí thải carbon trong sản xuất metanol.