Methan ist eine chemische Verbindung mit der chemischen Formel CH
4. Es ist die einfachste Alkan und der Hauptbestandteil von Erdgas. Die relative Häufigkeit von Methan ist es ein attraktiver Brennstoff, wenn die Erfassung und Speicherung stellt eine Herausforderung aufgrund seiner gasförmigen Zustand bei normalen Bedingungen festgestellt. In seinem natürlichen Zustand Methan wird sowohl unter der Erde gefunden werden, und unter dem Meeresboden, wo sie oft mit der Oberfläche und in der Erdatmosphäre, wo es als Atmosphären Methan bekannt findet seinen Weg.

Geschichte

Im November 1776, Methan wurde zuerst wissenschaftlich italienischen Physiker Alessandro Volta in den Sümpfen des Lago Maggiore gebietsübergreif Italien und der Schweiz identifiziert, nachdem er dazu inspiriert, für den Stoff nach dem Lesen einer Arbeit von Benjamin Franklin über "brennbare Luft" geschrieben zu suchen. Volta erfasst das Gas steigt aus dem Sumpf, und 1778 hatte das Reingas getrennt. Er zeigte auch eine Einrichtung, um das Gas mit einem elektrischen Funken zünden.

Eigenschaften und Kleben

Methan ist ein Tetraeder-Molekül mit vier äquivalenten CH-Bindungen. Seine elektronische Struktur wird durch vier Bindungsmolekülorbitale von der Überlappung der Valenzorbitale auf C und H. der niedrigsten Energie MO resultierenden beschrieben ist das Ergebnis der Überlappung der 2s-Orbital am Kohlenstoff mit der In-Phase-Kombination der 1s-Orbitale auf die vier Wasserstoffatome. Oberhalb dieses Wertes in Energie ist ein dreifach entarteten Satz von MOs, die Überlappung der 2p-Orbitale auf Kohlenstoff mit verschiedenen Linearkombinationen der 1s-Orbitale auf Wasserstoff beinhalten. Die sich ergebende "Drei-over-one" Bindungsschema steht in Einklang mit Photoelektronen-spektroskopischen Messungen.

Bei Raumtemperatur und Normaldruck, Methan ist ein farbloses, geruchloses Gas. Der vertraute Geruch von Erdgas als in den Häusern verwendet wird, ist eine Sicherheitsmaßnahme, durch die Zugabe von einem Geruchsstoff erreicht, in der Regel Mischungen, die tert-Butylthiol. Methan hat einen Siedepunkt von -161 ° C bei einem Druck von einer Atmosphäre. Als Gas ist brennbar über einen Bereich von Konzentrationen in Luft bei Normaldruck.

Chemische Reaktionen

Haupt Reaktionen mit Methan sind: Verbrennung, Dampfreformierung in Synthesegas und Halogenierung. Im Allgemeinen sind die Methan-Reaktionen schwierig zu steuern. Partielle Oxidation von Methanol, beispielsweise, ist schwierig, weil im Verlauf der Reaktion in der Regel den ganzen Weg in Kohlendioxid und Wasser, auch mit unvollständigen Mengen von Sauerstoff. Die Enzyme Methanmonooxygenase kann Methanol aus Methan, können aber nicht zur großtechnischen Reaktionen eingesetzt werden.

Säure-Base-Reaktionen

Wie auch andere Kohlenwasserstoffe, Methan ist eine sehr schwache Säure. Ihre pKa in DMSO wird auf 56. Es kann nicht in Lösung deprotoniert werden, aber die konjugierte Base mit Methyllithium ist bekannt.

Eine Vielzahl von aus Methan abgeleitet positiven Ionen wurden beobachtet, meist als instabile Spezies in Niederdruck-Gasgemische. Dazu gehören methenium oder Methyl-Kation CH +
3, Methan Kation CH +
4 und methanium oder protonierte Methan CH +
5. Einige davon sind im Weltraum nachgewiesen. Methanium kann auch als verdünnte Lösungen von Methan mit Supersäuren hergestellt werden. Kationen mit höherer Ladung, wie beispielsweise CH 2 +
6 und CH3 +
7, wurden theoretisch untersucht gemutmaßt stabil.

Trotz der Stärke der CH-Bindungen, gibt es großes Interesse an Katalysatoren, die C-H-Bindungsaktivierung in Methan zu erleichtern.

Verbrennung

Methan die Verbrennungswärme beträgt 55,5 MJ / kg. Verbrennung von Methan ist ein Mehrstufenreaktion. Die folgenden Gleichungen sind ein Teil des Prozesses, mit dem Nettoergebnis infrage kommen:

CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H 2 O)

• CH4 + M → CH3 + H + M
• CH4 + O2 → CH3 + HO2
• CH4 + HO2 → CH3 + 2 OH
• CH4 + OH → CH 3 + H2O
• O2 + H → O + OH
• CH4 + O → CH 3 OH +
• CH3 + O2 → CH2O + OH
• CH2O + O → CHO + OH
• CH2O + OH → CHO + H2O
• CH2O + H → CHO + H2
• CHO + O → CO + OH
• CHO + OH → CO + H2O
• CHO + H → CO + H2
• H2 + O → H + OH
• H2 + OH → H + H2O
• CO + OH → CO 2 + H
• H + OH + M → H2O + M
• H + H + M → H2 + M
• H + O2 + M → HO2 + M

Die Spezies M bedeutet einen energischen dritten Körper, aus denen Energie wird während einer molekularen Kollision übertragen. Formaldehyd ist eine frühe Zwischen. Oxidation von Formaldehyd gibt die Formyl-Rest, der dann geben Kohlenmonoxid. Ein sich ergebender H2 oxidiert H2O oder andere Zwischenprodukte. Schließlich oxidiert das CO, CO2 bilden. In der letzten Phase wird Energie zurück zu anderen Drittstellen übergeben. Die Gesamtgeschwindigkeit der Reaktion ist eine Funktion der Konzentration der verschiedenen Einheiten während des Verbrennungsprozesses. Je höher die Temperatur, desto höher die Konzentration des Radikalspezies und die schnellere der Verbrennung.

Reaktionen mit Halogenen

Methan reagiert mit Halogenen gegebenen geeigneten Bedingungen wie folgt:

wobei X ein Halogen: Fluor, Chlor, Brom oder Jod. Dieser Mechanismus für diesen Vorgang wird als radikalische Halogenierung. Es wird mit UV-Licht oder eine andere Radikalstarter initiiert. Ein Chloratom von elementarem Chlor, die ein Wasserstoffatom aus Methan abstrahiert, was in der Bildung von Chlorwasserstoff erzeugt wird. Die resultierende Methylrest, CH3 • kann mit einem anderen Chlormolekül kombinieren, um Methylchlorid und ein Chloratom zu ergeben. Das Chloratom kann dann mit einem anderen Methanmolekül reagieren, Wiederholung der Chlorierung Zyklus. Ähnliche Reaktionen können Dichlormethan, Chloroform, und schließlich Kohlenstofftetrachlorid zu erzeugen, in Abhängigkeit der Reaktionsbedingungen und der Chlormethanverhältnis.

Verwendungen

Methan wird in der industriellen chemischen Prozessen eingesetzt und kann als Kühlflüssigkeit transportiert werden. Während Lecks eines Kühlflüssigkeitsbehälters anfänglich schwerer als Luft ist aufgrund der erhöhten Dichte des kalten Gases, das bei Raumtemperatur gas leichter als Luft. Gasleitungen verteilen große Mengen an Erdgas, welche Methan die Hauptkomponente.

Kraftstoff

Erdgas

Methan ist wichtig für die Elektrizitätserzeugung durch Verbrennen als Brennstoff in einer Gasturbine oder Dampferzeugers. Im Vergleich zu anderen Kohlenwasserstoffbrennstoffen, Verbrennung von Methan erzeugt weniger Kohlendioxid für jede Einheit von Wärme freigesetzt. Bei ca. 891 kJ / mol, beträgt Methans Verbrennungswärme geringer als in jedem anderen Kohlenwasserstoff als das Verhältnis der Verbrennungswärme auf die Molekülmasse zeigt, daß Methan, wobei die einfachste Kohlenwasserstoff, mehr Wärme pro Masseneinheit als andere komplexe Kohlenwasserstoffe. In vielen Städten wird Methan in die Häuser für Hausbrand und Kochzwecken geleitet. In diesem Zusammenhang ist es in der Regel Erdgas, von der angenommen wird, um einen Energiegehalt von 39 Megajoule pro Kubikmeter oder 1.000 BTU pro Standard-Kubikfuß haben bekannt.

Methan in Form von komprimiertem Erdgas als Fahrzeugkraftstoff verwendet und wird behauptet, um umweltfreundlicher als andere fossile Brennstoffe wie Benzin / Benzin und Diesel sein. Erforschung Adsorptionsverfahren Methan Lagerung zur Verwendung als Kraftstoff durchgeführt wurde.

Verflüssigtes Erdgas

Erdgas oder LNG verflüssigtes Erdgas, das in flüssiger Form für einfache Lagerung oder Transport umgewandelt wurde.

Nimmt verflüssigtes Erdgas bis etwa 1 / 600stel des Volumens von Erdgas in gasförmigem Zustand. Es ist geruchlos, farblos, ungiftig und nicht korrosiv. Mögliche Gefahren sind Brennbarkeit nach Verdampfung in einen gasförmigen Zustand, Einfrieren und Asphyxie.

Das Verflüssigungsverfahren beinhaltet die Entfernung von bestimmten Komponenten, wie Staub, saure Gase, Helium, Wasser und schwere Kohlenwasserstoffe, die Schwierigkeit nachgeschalteten verursachen könnte. Das Erdgas wird dann in eine Flüssigkeit nahe Atmosphärendruck durch Abkühlen auf etwa -162 ° C kondensiert.

LNG wird eine höhere Volumenreduzierung als komprimiertes Erdgas, so dass die Energiedichte des LNG ist 2,4 Mal größer als die des CNG oder 60% derjenigen der Dieselkraftstoff. Dies macht LNG kostengünstige über große Entfernungen, wo Rohrleitungen existieren nicht transportieren. Speziell entwickelte kryogene Seeschiffen oder kryogene Tankwagen sind für den Transport verwendet.

LNG, wenn er nicht stark für spezielle Anwendungen weiterentwickelt, wird in erster Linie für den Transport von Erdgas zu den Märkten, wo es rückvergast und als Erdgas-Pipeline verteilt eingesetzt. Es wird auch in LNG-betriebenen Kraftfahrzeugen gemäß fängt an, mit einigen LKWs im kommerziellen Betrieb, die seit Amortisationszeiten von etwa vier Jahre zu erreichen haben auf der höheren Anfangsinvestitionen in LNG-Anlagen auf den LKW und LNG-Infrastruktur für die Unterstützung gesehen werden verwendet Kraftstoffversorgung. Es bleibt jedoch häufiger auf Fahrzeuge zu entwerfen, um komprimiertes Erdgas zu verwenden. Ab 2002 hatte die relativ höheren Kosten der LNG-Produktion und die Notwendigkeit, LNG in teurer Tieftemperaturtanks lagern weit verbreitete kommerzielle Nutzung verlangsamt.

Power to Gas

Kraft Gas ist eine Technologie, die eine elektrische Leistung an eine Gaskraftstoff umwandelt. Das Verfahren verwendet wird, um Kohlendioxid und Wasser zu Methan umzuwandeln, wobei die Elektrolyse und die Sabatier-Reaktion. Die überschüssige Energie oder aus Spitzenleistung von Windgeneratoren oder Solaranlagen erzeugten könnte theoretisch für den Lastausgleich im Energienetz verwendet werden.

Flüssigmethan-Raketentreibstoff

In einer stark verfeinerten Form wird flüssiges Methan als Raketentreibstoff verwendet.

Während Untersuchungen von Methan Verwendung gibt es seit Jahrzehnten, haben keine Produktionsmethanmotoren noch auf Orbitalraumflüge eingesetzt. Dies ändert sich, und flüssigem Methan wurde kürzlich für die aktive Entwicklung von einer Vielzahl von Zweifachtreibstoff-Raketentriebwerke ausgewählt.

Seit den 1990er Jahren eine Reihe von russischen Raketen wurden vorgeschlagen, um flüssiges Methan zu nutzen. Ein 1990er russischen Motor Vorschlag war das RD-192, ein Methan / LOX Variante der RD-191.

Im Jahr 2005 US-Unternehmen, Orbitech und XCOR Aerospace, entwickelt eine Demonstration Flüssigsauerstoff / Flüssigmethan-Raketentriebwerk und ein größeres £ 7.500-force -thrust Motors im Jahr 2007 für die mögliche Verwendung als der CEV Mondrück Motor, bevor der CEV-Programm wurde später storniert .

In jüngerer Zeit die amerikanische Raumfahrtunternehmen SpaceX Private im Jahr 2012 eine Initiative angekündigt, um flüssiges Methan Raketentriebwerke, darunter zunächst der sehr großen Raptor Raketentriebwerk zu entwickeln.

Raptor wird entworfen, um 4,4 Meganewton Schub mit einem Vakuum-spezifischen Impuls von 363 Sekunden und einer Meeresspiegel Isp von 321 Sekunden zu erzeugen, und wird voraussichtlich auf Komponentenebene Tests im Jahr 2014 beginnen, im Februar 2014 wurde die Raptor Motordesign enthüllt zu der hocheffiziente und theoretisch zuverlässiger Vollstrom sein inszeniert Typ Verbrennungszyklus, wobei sowohl Treibströme Oxidationsmittel und Brennstoff vollständig in der Gasphase, bevor sie in den Brennraum gelangen. Vor dem Jahr 2014 überhaupt Fortschritte nur zwei Vollstrom-Raketentriebwerke sind ausreichend geprüft auf Prüfständen werden, aber weder Motors abgeschlossen Entwicklung oder flog auf einem Fluggerät.

Im Oktober 2013 wird der China Aerospace Science and Technology Corporation, ein Staatsunterauftragnehmer für das chinesische Raumfahrtprogramm, angekündigt, dass sie einen ersten Zündungstest auf eine neue LOX Methan Raketentriebwerk vollendet hatte. Kein Motorgröße wurde zur Verfügung gestellt.

Im September 2014, ein weiterer amerikanischer privaten Raumfahrtunternehmen Blue Origin angekündigt, die Arbeit an einem großen Methanraketentriebwerk. Der neue Motor, der Blaue Motor 4 oder BE-4, wurde entwickelt, um 2.400 kN Schub zu erzeugen. Während ursprünglich geplant, die ausschließlich auf einem Blue Origin proprietären Trägerrakete verwendet werden, wird es jetzt in einer neuen United Launch Alliance Motor auf einer neuen Trägerrakete, dass ein Nachfolger des Atlas V. ULA verwendet wird, erwartet werden, der erste Flug der neuen Produkteinführung Fahrzeug frühestens 2019.

Ein Vorteil von Methan ist, dass es reichlich in vielen Teilen des Sonnensystems, und es könnte möglicherweise an der Oberfläche des anderen Sonnensystem-Körper gewonnen werden, wodurch Brennstoff für eine Rückfahrt.

NASA-Projekt Morpheus hat eine wiederanlauf LOX Methan Raketentriebwerk mit 5000 £ Kraftschub und einem spezifischen Impuls für InSpace Anwendungen einschließlich Lander 321 Sekunden entwickelt. Kleine LOX Methan Trieb 5-15 pounds-force wurden ebenfalls zur Verwendung in einem Rückstoßsteuersystem entwickelt.

Chemierohstoff

Zwar gibt es großes Interesse an der Umwandlung von Methan in nutzbare oder leichter verflüssigt Verbindungen sind die einzige praktische Verfahren relativ unselektive. In der chemischen Industrie wird Methan umgewandelt Gas, eine Mischung aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff Synthese durch Dampfreformieren. Dieses Verfahren nutzt endergonische Nickel-Katalysatoren und erfordert hohe Temperaturen, in der Umgebung von 700-1100 ° C:

Verwandte Chemien in dem Haber-Bosch-Synthese von Ammoniak aus der Luft, die mit Erdgas in einem Gemisch aus Kohlendioxid, Wasser und Ammoniak reduziert wird ausgebeutet.

Methan wird auch radikalische Chlorierung in der Herstellung von Chlor unterworfen, obgleich Methanol ist ein typischer Vorläufers.

Herstellung

Biologische Routen

Natürlich vorkommende Methan wird hauptsächlich durch das Verfahren der Methanbildung produziert. Diese mehrstufigen Verfahren durch Mikroorganismen als Energiequelle verwendet. Die Nettoreaktion ist:

Der letzte Schritt in dem Verfahren wird durch das Enzym methyl-Coenzym M-Reduktase katalysiert. Methanbildung ist eine Form der anaeroben Atmung durch Organismen, die Deponie, Wiederkäuer zu besetzen und den Eingeweiden von Termiten verwendet.

Es ist ungewiss, ob Pflanzen sind eine Quelle von Methanemissionen.

Serpentinisierung

Methan kann auch durch ein nicht-biologisches Verfahren genannt Serpentinisierung mit Wasser, Kohlendioxid und dem Mineral Olivin, die bekanntlich auf dem Mars gemeinsam sein herstellen.

Industrierouten

Methan kann durch Hydrierung von Kohlendioxid durch die Sabatier Verfahren hergestellt werden. Methan ist auch ein Nebenprodukt der Hydrierung von Kohlenmonoxid in dem Fischer-Tropsch-Verfahren. Diese Technologie wird in großem Umfang praktiziert, um längerkettige Moleküle als Methan zu produzieren.

Erdgas ist so reichlich, dass der vorsätzliche Erzeugung von Methan ist relativ selten. Die einzige große Scale-Anlage dieser Art ist die Great Plains Synfuels Pflanze, begann im Jahr 1984 in Beulah, North Dakota als eine Möglichkeit, reichlich lokalen Ressourcen von Braunkohle niedriger Qualität zu entwickeln, eine Ressource, die sonst sehr schwer ist, für sein Gewicht zu transportieren, Esche Gehalt, niedrigem Brennwert und die Neigung zur Selbstentzündung bei Lagerung und Transport.

Eine Anpassung der Sabatier Methanisierungsreaktion kann über ein gemischtes Katalysatorbett verwendet werden, und eine umgekehrte Wassergas-Shift in einem einzigen Reaktor, um Methan aus den Rohstoffen auf dem Mars zur Verfügung zu produzieren, deren Wasser aus der Mars-Untergrund und Kohlendioxid in der Marsatmosphäre.

Laborsynthese

Methan kann auch durch die Trockendestillation von Essigsäure in Gegenwart von Soda-Kalk oder ähnlichen hergestellt werden. Essigsäure wird bei diesem Verfahren decarboxyliert. Methan kann auch durch Umsetzung von Aluminiumcarbid mit Wasser oder starken Säuren hergestellt werden.

Auftreten

Methan wurde entdeckt und von Alessandro Volta isoliert zwischen 1776 und 1778, wenn das Studium Sumpfgas vom Lago Maggiore entfernt. Es ist der Hauptbestandteil von Erdgas, etwa 87 Vol%. Die Hauptquelle von Methan ist die Extraktion aus geologischen Lagerstätten als Erdgasfelder bekannt, mit Kohleflöz Gasförderung zu einem wichtigen Quelle. Es wird mit anderen Kohlenwasserstoffbrennstoffen verbunden und manchmal von Helium und Stickstoff begleitet. Das Gas am flachen Ebenen Formen durch anaerobe Abbau organischer Materie und überarbeitet Methan aus tief unter der Erdoberfläche. Im Allgemeinen begraben Sedimente tiefer und bei höheren Temperaturen als die, die Öl-Gas enthalten, zu erzeugen.

Es wird im Allgemeinen in Groß per Pipeline in seinem natürlichen Gasform transportiert oder LNG-Tanker in seiner verflüssigter Form; wenige Länder transportieren sie mit dem LKW.

Alternative Quellen

Abgesehen von Gasfeldern, ist eine alternative Methode zur Gewinnung von Methan über Biogas durch Vergärung von organischem Material wie Gülle, Klärschlamm, feste Siedlungsabfälle, oder einem anderen biologisch abbaubaren Rohstoff unter anaeroben Bedingungen erzeugt. Reisfelder erzeugen auch große Mengen von Methan während des Pflanzenwachstums. Methanhydrate / Clathrate sind eine mögliche zukünftige Methanquelle. Cattle rülpsen Methan-Konten für 16% der weltweiten jährlichen Methanemissionen in die Atmosphäre. Eine Studie berichtet, dass die Viehwirtschaft im Allgemeinen produziert 37% aller vom Menschen verursachten Methan. Frühe Forschung hat eine Reihe von medizinischen Behandlungen und diätetische Anpassungen, die helfen, etwas begrenzen die Produktion von Methan bei Wiederkäuern gefunden. Eine neuere Studie im Jahr 2009 festgestellt, dass bei einer konservativen Schätzung, mindestens 51% der weltweiten Treibhausgasemissionen entfielen auf den Lebenszyklus und Supply Chain von tierischen Erzeugnissen, was bedeutet, das gesamte Fleisch, Milchprodukte und Nebenprodukte und ihre Transport. Viele Bemühungen sind im Gange, um Vieh Methanproduktion und Trap das Gas als Energieverbrauch zu senken.

Paläoklimatologie Forschung in Current Biology veröffentlicht schlägt vor, dass Blähungen von Dinosauriern kann die Erde erwärmt haben.

Atmosphärische Methan

Methan ist in der Nähe der Erdoberfläche vor allem durch Mikroorganismen durch das Verfahren der Methanbildung geschaffen. Es wird in die Stratosphäre aufsteigenden Luft in den Tropen durchgeführt. Unkontrollierter Aufbau von Methan in der Atmosphäre ist natürlich überprüft - wenn auch menschliche Einflüsse kann diese natürliche Regulation stören - durch Umsetzung von Methan mit Hydroxyl-Radikalen von Singulett-Sauerstoff-Atomen und mit Wasserdampf gebildet. Es hat eine Netto-Lebensdauer von etwa 10 Jahren und wird hauptsächlich durch Umwandlung in Kohlendioxid und Wasser entfernt.

Methan wirkt sich auch auf den Abbau der Ozonschicht.

Darüber hinaus gibt es eine große Menge an Methan in Methan Clathrate in den Meeresboden sowie der Erdkruste. Esten Methan ist das Ergebnis der biologischen Prozess namens Methanogenese.

Im Jahr 2010 wurden Methangehalt in der Arktis bei 1850 nmol / mol, ein Niveau mehr als doppelt so hoch wie zu jeder Zeit in den 400.000 Jahre vor der industriellen Revolution gemessen. Historisch gesehen, Methankonzentrationen in der Welt Atmosphäre haben zwischen 300 und 400 nmol / mol während Eiszeiten gemeinhin als Eiszeiten bekannt zwischen 600 bis 700 nmol / mol in der warmen Warmzeiten reichten, und. Jüngste Untersuchungen legen nahe, dass die Weltmeere sind eine potenziell wichtige neue Quelle der arktischen Methan.

Eine Studie der Universität Bristol in Nature veröffentlicht behauptet, dass Methan unter dem Antarktischen Eisschildes kann noch eine wichtige Rolle spielen global. Die Forscher glauben, dass diese Unter Eis Umgebungen biologisch aktiv zu sein, dass Mikroben Umwandlung organischen Kohlenstoffs zu Kohlendioxid und Methan. Mögliche negative Auswirkungen, wie die Gas entweicht in die Atmosphäre projiziert werden geschätzt, um das Potenzial einer 60 Billionen Dollar Auswirkungen auf die Weltwirtschaft haben.

Der neueste IPCC-Studie festgestellt, dass Methan in die Atmosphäre der Erde ist ein wichtiges Treibhausgas mit einem Treibhauspotenzial von 34 im Vergleich zu CO2 über einen 100-Jahres-Zeitraum. Dies bedeutet, dass ein Methanemission wird 34 Mal die Wirkung auf die Temperatur der Kohlendioxidemission der gleichen Masse über die folgenden 100 Jahren haben. Und Methan hat 33 Mal die Wirkung, wenn für Aerosol Wechselwirkungen berücksichtigt.

Methan hat einen großen Effekt für einen kurzen Zeitraum, während Kohlendioxid eine geringe Wirkung für einen langen Zeitraum. Aufgrund dieser Unterschied in der Wirkung und die Zeitdauer, ist der Treibhauspotenzial von Methan über einen 20-Jahres-Zeitraum atmosphärische Methankonzentration 72. Die Erde wurde von über 150% seit 1750 zugenommen, und es für 20% der Gesamtstrahlungskonten Zwingen von all den langlebigen und global gemischte Treibhausgase. In der Regel wird überschüssiges Methan aus Deponien und andere natürliche Produzenten von Methan verbrannt so CO2 in die Atmosphäre anstelle von Methan freigesetzt, denn Methan ist ein effektiver Treibhausgase. Kürzlich, Methan aus Kohlebergwerken emittiert wurde erfolgreich eingesetzt, um Strom zu erzeugen.

Clathrate

Methan ist in Wasser im wesentlichen unlöslich ist, aber es kann in Eis Ausbilden einer ähnliche feste gefangen werden. Bedeutende Vorkommen an Methanhydrat haben unter Sedimenten auf den Meeresböden der Erde in großen Tiefen gefunden.

Arctic Methanfreisetzung aus Permafrost und Methan Clathrate ist eine erwartete Konsequenz und weitere Ursache für die globale Erwärmung.

Sicherheit

Methan ist nicht giftig, aber es ist extrem leicht entzündlich und kann mit Luft explosive Gemische bilden. Methan heftig mit Oxidationsmitteln, Halogen und einigen halogenhaltigen Verbindungen reaktiv ist. Methan ist auch ein Stickgas und Sauerstoff kann in einem geschlossenen Raum zu verdrängen. Asphyxie kann, wenn die Sauerstoffkonzentration auf unter etwa 16% durch Verdrängung verringert, da die meisten Leute eine Reduktion von 21% bis 16%, ohne negative Auswirkungen toleriert. Die Konzentration von Methan in dem Ersticken Risiko signifikant ist viel höher als die 5-15% Konzentration in einer brennbaren oder explosiven Gemisches. Methan-Abgas kann die Innenräume der Gebäude in der Nähe von Deponien durchdringen und freizulegen Insassen erhebliche Mengen an Methan. Einige Gebäude wurden speziell entwickelt, Recovery-Systeme unter ihren Kellern, sich aktiv zu erfassen dieses Gas und entlüften es vom Gebäude entfernt.

Methangasexplosionen sind für viele tödliche Bergbaukatastrophen verantwortlich. Eine Methangasexplosion war die Ursache der Upper Big Branch Kohlegrubenunglück in West Virginia am 5. April 2010, tötete 25.

Außerirdische Methan

Methan wurde erkannt oder wird angenommen, dass auf allen Planeten des Sonnensystems vorhanden ist, als auch auf den meisten größeren Monden. In den meisten Fällen wird angenommen, dass durch abiotische Prozesse erzeugt wurden. Mögliche Ausnahmen sind Mars und Titan.

• Mercury - die dünne Atmosphäre enthält Spuren von Methan.
• Venus - die Atmosphäre enthält eine große Menge an Methan von 60 km an der Oberfläche entsprechend den Daten von der Pioneer Venus Large Probe Neutral Massenspektrometer gesammelt
• Moon - Spuren werden von der Oberfläche entgast

• Mars - der Marsatmosphäre enthält 10 nmol / mol Methan. Die Quelle von Methan auf dem Mars wurde nicht bestimmt. Jüngste Untersuchungen legen nahe, dass Methan aus Vulkanen, Bruchlinien oder methanogens kommen, oder, dass es ein Nebenprodukt der elektrischen Entladungen von Staubteufel und Staubstürme zu sein, oder, dass es das Ergebnis der UV-Strahlung ist. Im Januar 2009 gab die NASA-Wissenschaftler, dass sie entdeckt, dass die Planeten oft Öffnungen Methan in die Atmosphäre in bestimmten Bereichen, was einige zu spekulieren, kann dies ein Zeichen für biologische Aktivität geht unter der Oberfläche sein. Analyse von Beobachtungen mit einem Wetter Forschung und Forecasting-Modell für Mars und verwandte Mars Zirkulationsmodell gemacht legt nahe, dass es potentiell möglich, Methanwolke Quelle Standorten innerhalb von zehn Kilometern zu isolieren, die in den Roving Fähigkeiten der zukünftigen Mars-Rover ist. Die Curiosity Rover, die auf dem Mars im August 2012 gelandet ist, ist in der Lage, Messungen, die zwischen verschiedenen Isotopologen von Methan zu unterscheiden; aber selbst wenn die Mission ist es, festzustellen, dass mikroskopische Leben auf dem Mars ist die Quelle des Methans, die Lebensformen wahrscheinlich liegen weit unter der Oberfläche, außerhalb der Reichweite des Rovers. Neugier der Probenanalyse bei Mars Instrument ist in der Lage, die Verfolgung der Gegenwart von Methan über die Zeit zu bestimmen, ob sie konstant, variabel, je nach Saison, oder zufällig ist, eine weitere Hinweise über die Quelle. Die ersten Messungen mit dem abstimmbaren Laser Spektrometer zeigte, daß es weniger als 5 ppb Methan am Landeplatz an dem Punkt der Messung. Der Mars Trace Gas Orbiter Mission geplant, um im Jahr 2016 zu starten würde das Methan, sowie deren Abbauprodukte, wie beispielsweise Formaldehyd und Methanol weiter zu studieren. Alternativ können diese Verbindungen statt durch vulkanische oder andere geologische Mittel wie Serpentinisierung aufgefüllt werden. Am 19. Juli 2013 berichtete NASA-Wissenschaftler der Suche nach "nicht viel Methan" rund um den Gale-Krater Bereich, wo die Curiosity Rover landete im August 2012. Am 19. September 2013, NASA-Wissenschaftler, auf der Grundlage der weiteren Messungen durch Neugierde, gemeldet keine Erfassung atmosphärischer Methan mit einem gemessenen Wert der ppbv entsprechend einer oberen Grenze von nur 1,3 ppbv, und als Ergebnis feststellen, dass die Wahrscheinlichkeit des aktuellen methanogenen mikrobiellen Aktivität auf dem Mars reduziert.
• Saturn - die Atmosphäre 4500 ± 2000 ppm Methan
  • Enceladus - die Atmosphäre 1,7% Methan
  • Iapetus
  • Titan - die Atmosphäre 1,6% Methan und Tausende von Methan-Seen sind auf der Oberfläche festgestellt. In der oberen Atmosphäre wird das Methan in komplexere Moleküle einschließlich Acetylen, ein Prozess, der auch produziert molekularen Wasserstoff umgewandelt. Es gibt Hinweise darauf, dass Acetylen und Wasserstoff in Methan in der Nähe der Oberfläche zurückgeführt. Dies deutet auf die Anwesenheit entweder einer exotischen Katalysator oder eine ungewohnte Form der methanogenen Leben. Eine scheinbare See aus flüssigem Methan wurde von der Cassini-Huygens-Sonde entdeckt worden, was die Forscher über die Möglichkeit von Leben auf Titan zu spekulieren. Methan-Duschen, wahrscheinlich durch Wechsel der Jahreszeiten aufgefordert werden, wurden ebenfalls beobachtet. Am 24. Oktober 2014 wurde Methan in polaren Wolken auf Titan gefunden.

• Uranus - die Atmosphäre 2,3% Methan
  • Ariel - Methan wird angenommen, dass ein Bestandteil der Oberfläche Eis Ariels sein
  • Miranda
  • Oberon - etwa 20% der Oberfläche Eis Oberon wird von Methan bezogenen Kohlenstoff / Stickstoff-Verbindungen zusammen
  • Titania - etwa 20% der Oberfläche Eis Titania ist von Methan bezogenen organischen Verbindungen zusammengesetzt
  • Umbriel - Methan ist ein Bestandteil der Oberfläche Eis Umbriels
• Neptune - die Atmosphäre 1,5 ± 0,5% Methan
  • Triton - Triton hat eine schwache Stickstoffatmosphäre mit geringen Mengen Methan in der Nähe der Oberfläche.
• Pluto - spektroskopische Analyse Plutos Oberfläche offenbart es Spuren von Methan enthalten
  • Charon - Methan auf Charon vorliegenden geglaubt, aber es ist nicht vollständig bestätigt
• Eris - Infrarotlicht von dem Objekt zeigte die Anwesenheit von Methan-Eis
• Halleys Komet
• Komet Hyakutake - terrestrischen Beobachtungen gefunden, Ethan und Methan in den Kometen
• Extrasolaren Planeten - Methan auf extrasolare Planet HD 189733b erkannt; Dies ist der erste Nachweis einer organischen Verbindung auf einem Planeten außerhalb des Sonnensystems. Seine Herkunft ist unbekannt, da der Planeten hohe Temperatur würde normalerweise die Bildung von Kohlenmonoxid statt begünstigen. Forschung zeigt, dass Meteoriten knallte gegen Exoplanetenatmosphären könnten organische Gase wie Methan hinzufügen, so dass die Exoplaneten aussehen, als ob sie durch das Leben bewohnt, auch wenn sie es nicht sind.
• Interstellaren Wolken