據New Atlas報導，全球石油工業浪費掉的天然氣與整個中美洲和南美洲使用的天然氣一樣多–但是一種新的甲烷結合工藝為這種溫室氣體經濟地轉化為液體燃料提供了一種潛在的方法。

甲烷是一種強效溫室氣體，儘管它的“壽命”相對較短。在20年的時間裡，估計甲烷排放的全球變暖潛力是二氧化碳的84至87倍。在過去的幾十萬年裡，全球大氣中的甲烷濃度相對穩定，但自1750年代和工業革命開始以來迅速增加。

它幾乎來自任何地方–引用美國宇航局（NASA）地球觀測站作家Adam Voiland的話說：“你可以在地球表面以下幾英里和上面幾英里處找到這種無味的透明氣體。甲烷從沼澤和河流中冒出，從火山中噴出，從野火中升起，並從牛和白蟻的內臟中滲出（它是由微生物製造的）。人類住區充斥著這種氣體。甲烷從天然氣、油井和管道以及煤礦中無聲地洩漏出來。它在垃圾填埋場、污水處理廠和稻田裡產生。”

根據國際能源署（IEA）的數據，石油生產目前佔整個石油和天然氣行業甲烷排放量的約40%。石油公司對石油鑽探過程中逸出的甲烷不感興趣；將其引入天然氣基礎設施的經濟效益不高，儲存起來也很危險和不方便，雖然它可以通過催化轉化為更多可用的液體燃料，如甲醇，但這個過程太昂貴了，無法考慮。

只要有油井，就需要處理這種多餘的甲烷。新南威爾士大學的研究人員表示，他們在甲烷結合方面取得了重大突破，這為更高效、更有效、希望能負擔得起的催化轉化打開了大門。

到目前為止，問題是如何將甲烷分子固定住，以便對其進行研究。據新南威爾士大學稱，研究人員已經能夠使用金屬-甲烷複合物將甲烷固定在一個分子“鉗子”中–但只有幾微秒的時間。這與在核磁共振光譜設備中正確分析這類分子所需的幾分鐘相差甚遠。

新南威爾士大學的研究小組利用計算模型，試圖預測其他金屬是否可能與甲烷結合更長的時間，結果指向了鋨–一種鉑金屬和自然界中發現的密度最大的元素。該小組繼續進行實驗，結果令人印象深刻。

“我們已經發現，通常是惰性的甲烷會與鋨金屬中心的東西相互作用，形成一個相對穩定的鋨甲烷複合物，”新研究的主要作者James Watson說。“我們的複合物的有效半衰期約為13小時。”

“這意味著一半的複合物需要13個小時才能分解，”他繼續說。“這種穩定性，加上這種複合物相對較長的壽命，使我們能夠深入分析這類（鋨）複合物的結構、形成和反應性，並有助於為設計有可能將甲烷轉化為更多合成有用化合物的催化劑提供信息。”

鋨是地球上最稀有的元素之一，但這不可能是這裡的一個因素。重要的是，這些鋨絡合物首次允許進行那種深入的分子分析，這應該導致使用更便宜和更多可用元素的新催化過程，能夠快速和經濟地將甲烷轉化為液體燃料。

“將甲烷轉化為液體燃料的一種方法是通過使用含有過渡金屬元素的催化劑，”該研究的共同作者、副教授Graham Ball解釋說。“不僅（液體燃料）比儲存氣體要方便得多、安全得多，而且能源成本也低得多。”

他繼續說：“液體燃料更容易運輸，並且很容易融入我們現有的燃料基礎設施–E10汽油已經含有10%的乙醇。例如，如果有高效的、商業上可行的方法將甲烷轉化為甲醇，這也將激勵我們保留甲烷進行轉化，並避免無目的的燃燒，減少化石燃料的總體使用和破壞性排放。我們希望我們的發現將為下一代更有效的催化劑的設計提供信息，這些催化劑可以在商業上可行。”

現在，沒有任何液體碳氫化合物燃料，包括甲醇，可以被看作是環保的，因為燃燒它將導致二氧化碳排放。但是，如果它要被燃燒，就像目前正在燃燒的大量甲烷一樣，它可能會為某人做一件事，而不是完全被浪費掉。這是人類淨化大氣層的鬥爭中的一個過渡步驟，但如果進一步的研究證明像該團隊預期的那樣積極，它有可能產生巨大的影響。

該研究發表在《自然化學》雜誌上。