Worldwide, about 65 million metric

Worldwide, about 65 million metric tons of methanol are produced each year for use in the manufacture of paints, polymers, glues and biofuels. In a typical methanol plant, natural gas and water are converted to synthesis gas (syngas), which consists of carbon monoxide, carbon dioxide and hydrogen. The syngas is then converted into methanol in a high-pressure process using a catalyst made of copper, zinc and aluminum.

"We spent a lot of time studying methanol synthesis and the industrial process," Studt said. "It took us about three years to figure out how the process works and to identify the active sites on the copper-zinc-aluminum catalyst that synthesize methanol."

Once he and his colleagues understood methanol synthesis at the molecular level, they began the hunt for a new catalyst capable of synthesizing methanol at low pressures using only hydrogen and carbon dioxide. Instead of testing a variety of compounds in the lab, Studt searched for promising catalysts in a massive computerized database that he and co-author Frank Abild-Pedersen developed at SLAC.

"The technique is known as computational materials design," explained Nørskov, director of the SUNCAT Center for Interface Science and Catalysis at Stanford and SLAC. "You get ideas for new functional materials based entirely on computer calculations. There is no trial-and-error in the lab first. You use your insight and enormous computer power to identify new and interesting materials, which can then be tested experimentally."

Studt compared the copper-zinc-aluminum catalyst with thousands of other materials in the database. The most promising candidate turned out to be a little-known compound called nickel-gallium.

"Once we got the name of the compound out of the computer, someone still had to test it," Nørskov said. "So we had to have a good experimental partner."

Nørskov turned to a research group at the Technical University of Denmark led by Ib Chorkendorff, a co-author of the research paper. First, the Danish team carried out the task of synthesizing nickel and gallium into a solid catalyst. Then the scientists conducted a series of experiments to see whether the new catalyst could actually produce methanol at ordinary room pressure.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ทั่วโลก ประมาณ 65 ล้านเมตริกตันของเมทานอลที่ผลิตแต่ละปีสำหรับใช้ในการผลิตสี โพลิเมอร์ glues และเชื้อเพลิงชีวภาพ ในพืชทั่วไปเมทานอล ก๊าซธรรมชาติและน้ำจะถูกแปลงเป็นก๊าซสังเคราะห์ (syngas), ซึ่งประกอบด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ และไฮโดรเจน แล้วมีแปลง syngas ที่เป็นเมทานอลในกระบวนการปั้มใช้ catalyst ที่ทำจากทองแดง สังกะสี และอลูมิเนียมStudt กล่าวว่า "เราใช้เวลาศึกษาการสังเคราะห์เมทานอลและการอุตสาหกรรม "มันเอาเราประมาณสามปีที่ทราบวิธีการทำงานของกระบวนการ และระบุการใช้งานไซต์บนเศษอลูมิเนียมทองแดงสังกะสีที่สังเคราะห์เมทานอล"เมื่อเขาและเพื่อนร่วมงานของเขาเข้าใจการสังเคราะห์เมทานอลในระดับโมเลกุล พวกเขาเริ่มล่าสำหรับ catalyst ใหม่ความสามารถในการสังเคราะห์เมทานอลที่ความดันต่ำโดยใช้ไฮโดรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์เท่านั้น แทนการทดสอบของสารในห้องปฏิบัติการ Studt ค้นหาสิ่งที่ส่งเสริมว่าในฐานข้อมูลคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ได้ และผู้เขียนร่วมพัฒนา Frank Abild Pedersen ที่ SLAC"เทคนิคการเป็นที่รู้จักกันเป็นการออกแบบวัสดุคอมพิวเตอร์ อธิบาย Nørskov ผู้อำนวยการศูนย์ SUNCAT สำหรับอินเทอร์เฟซและสังคมเร่งปฏิกิริยาที่สแตนฟอร์ดและ SLAC "คุณได้แนวคิดสำหรับวัสดุทำงานใหม่ตามการคำนวณของคอมพิวเตอร์ มีจะไม่ทดลอง และข้อผิดพลาดในครั้งแรก คุณใช้ความเข้าใจของคุณและคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่เพื่อระบุใหม่ และน่าสนใจวัสดุ ซึ่งสามารถแล้วทดสอบ experimentally "Studt เปรียบเทียบเศษอลูมิเนียมทองแดงสังกะสีพันวัสดุอื่น ๆ ในฐานข้อมูล ฟังว่าเปิดออกมาจะ รู้จักกันน้อยสารประกอบเรียกว่านิกเกิลแกลเลียมNørskov กล่าวว่า "เมื่อเราได้ชื่อของสารประกอบจากคอมพิวเตอร์ คนยังมีการทดสอบ "ดังนั้นเราได้ให้เป็นพันธมิตรที่ดีทดลอง"Nørskov เปิดกลุ่มวิจัยที่เทคนิคมหาวิทยาลัยเดนมาร์กโดย Ib Chorkendorff ผู้เขียนร่วมของผลงานวิจัย ครั้งแรก ทีมเดนมาร์กดำเนินงานสังเคราะห์นิกเกิลและแกลเลียมเป็นเศษของแข็ง แล้ว นักวิทยาศาสตร์ที่ดำเนินการชุดการทดลองเพื่อดูว่า catalyst ใหม่สามารถผลิตเมทานอลที่ความดันปกติห้องจริง

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ทั่วโลกประมาณ 65 ล้านตันของเมทานอลที่มีการผลิตในแต่ละปีสำหรับการใช้งานในการผลิตสีโพลิเมอร์, กาวและเชื้อเพลิงชีวภาพ ในโรงงานเมทานอลโดยทั่วไปก๊าซธรรมชาติและน้ำจะถูกแปลงเป็นก๊าซสังเคราะห์ (syngas) ซึ่งประกอบด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และไฮโดรเจน syngas แล้วแปลงเป็นเมทานอลในกระบวนการความดันสูงโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำจากทองแดงสังกะสีและอลูมิเนียม. "เราใช้เวลามากเวลาศึกษาการสังเคราะห์เมทานอลและกระบวนการทางอุตสาหกรรม" Studt กล่าวว่า "มันพาเราประมาณสามปีที่จะคิดออกวิธีการทำงานและเพื่อระบุเว็บไซต์ที่ใช้งานบนตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงสังกะสีอลูมิเนียมที่สังเคราะห์เมทานอล." ทันทีที่เขาและเพื่อนร่วมงานของเขาเข้าใจการสังเคราะห์เมทานอลในระดับโมเลกุลพวกเขาเริ่มการล่าสัตว์ สำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่ความสามารถในการสังเคราะห์เมทานอลที่ความดันต่ำโดยใช้เพียงไฮโดรเจนและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ แทนการทดสอบความหลากหลายของสารในห้องปฏิบัติการ Studt ค้นหาตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีแนวโน้มในฐานข้อมูลคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่เขาและผู้ร่วมงานแฟรงก์ Abild-เซ่นพัฒนา SLAC. "เทคนิคที่เรียกว่าการออกแบบวัสดุการคำนวณ" อธิบายNørskovผู้อำนวยการ ของศูนย์ SUNCAT สำหรับการเชื่อมต่อวิทยาศาสตร์และการเร่งปฏิกิริยาที่ Stanford และ SLAC "คุณได้รับความคิดสำหรับวัสดุที่ทำงานใหม่ทั้งหมดขึ้นอยู่กับการคำนวณของคอมพิวเตอร์. ไม่มีการทดลองและข้อผิดพลาดในห้องปฏิบัติการแรกคือ. คุณสามารถใช้ข้อมูลเชิงลึกและการใช้พลังงานมหาศาลคอมพิวเตอร์ของคุณเพื่อระบุวัสดุใหม่และน่าสนใจซึ่งจากนั้นจะสามารถผ่านการทดสอบทดลอง." Studt เมื่อเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงสังกะสีอลูมิเนียมที่มีมากมายของวัสดุอื่น ๆ ในฐานข้อมูล ผู้สมัครที่มีแนวโน้มมากที่สุดจะกลายเป็นสารที่รู้จักกันน้อยเรียกว่านิกเกิลแกลเลียม. "เมื่อเรามีชื่อของสารออกจากคอมพิวเตอร์ของคนที่ยังคงมีการทดสอบ" Nørskovกล่าวว่า "ดังนั้นเราจึงต้องมีการทดลองเป็นพันธมิตรที่ดี." Nørskovหันไปกลุ่มวิจัยที่มหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งเดนมาร์กนำโดยอิบ Chorkendorff, ผู้เขียนร่วมของงานวิจัย ครั้งแรกที่ทีมเดนมาร์กดำเนินงานของการสังเคราะห์นิกเกิลและแกลเลียมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นของแข็ง จากนั้นนักวิทยาศาสตร์ดำเนินการชุดของการทดลองเพื่อดูว่าตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่จริงสามารถผลิตเมทานอลที่ความดันในห้องธรรมดา

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ทั่วโลก ประมาณ 65 ล้านเมตริกตันของเมทานอลที่ผลิตในแต่ละปีเพื่อใช้ในการผลิตสี , พอลิเมอร์ , กาวและเชื้อเพลิงชีวภาพ . ในพืชเมทานอลโดยทั่วไปก๊าซธรรมชาติและน้ำจะถูกแปลงเป็นก๊าซสังเคราะห์ ( แก๊ส ) ซึ่งประกอบด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์ , คาร์บอนไดออกไซด์และไฮโดรเจนใช้แก๊สแล้วแปลงเป็นเมทานอลในกระบวนการความดันสูงโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาของทองแดง สังกะสี และอลูมิเนียม

" เราใช้เวลาศึกษาการสังเคราะห์เมทานอลและกระบวนการอุตสาหกรรม " studt กล่าว เราใช้เวลาประมาณสามปี ที่จะคิดออกว่ากระบวนการทำงานและศึกษาการใช้งานเว็บไซต์บนทองแดง สังกะสี อลูมิเนียม ตัวเร่งปฏิกิริยาที่สังเคราะห์เมทานอล "

เมื่อเขาและเพื่อนร่วมงานของเขาเข้าใจการสังเคราะห์เมทานอลในระดับโมเลกุล พวกเขาก็เริ่มไล่ล่าตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่สามารถสังเคราะห์เมทานอลที่แรงดันต่ำใช้ ไฮโดรเจน และคาร์บอนไดออกไซด์ แทนการทดสอบความหลากหลายของสารประกอบในแลป studt ค้นหาสัญญาตัวเร่งปฏิกิริยาในฐานข้อมูลขนาดใหญ่คอมพิวเตอร์ที่เขาเขียน แฟรงค์ abild Pedersen พัฒนาซเลค .

" เทคนิคที่เรียกว่าการออกแบบวัสดุคอมพิวเตอร์ , " อธิบาย n ขึ้น rskov ผู้อำนวยการศูนย์วิทยาศาสตร์ suncat สำหรับอินเตอร์เฟซและการเร่งที่สแตนฟอร์ด ซเลค " คุณได้รับความคิดใหม่สำหรับการทำงานวัสดุขึ้นอยู่ทั้งหมดเกี่ยวกับการคำนวณด้วยคอมพิวเตอร์ ไม่มีข้อผิดพลาดและทดลองในแล็บก่อน คุณใช้คอมพิวเตอร์ของคุณลึกและพลังมหาศาลในการระบุวัสดุใหม่และน่าสนใจซึ่งจากนั้นจะสามารถทดสอบทดลอง . "

studt เปรียบเทียบตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดง สังกะสี อลูมิเนียม กับพันอื่น ๆวัสดุในฐานข้อมูล ผู้สมัครที่มีแนวโน้มมากที่สุดกลับกลายเป็นสารประกอบที่เรียกว่านิเกิล ที่เห็นๆ

" หลังจากที่เราได้รับชื่อของสารประกอบที่ออกจากคอมพิวเตอร์ บางคนยังต้องทดสอบ , n " ขึ้น rskov กล่าว ดังนั้นเราจึงได้ทดลอง "

คู่ .ไม่ขึ้น rskov กลายเป็นกลุ่มงานวิจัยที่มหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งเดนมาร์ก นำโดย chorkendorff IB , ผู้เขียนร่วมของบทความวิจัย แรกทีมเดนมาร์กดำเนินการงานสังเคราะห์นิกเกิลและแกลเลียมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นของแข็ง แล้วนักวิทยาศาสตร์ได้ดำเนินการชุดของการทดลองพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่จริงสามารถผลิตเมทานอลที่ธรรมดาห้องความดัน