Aufschwung für Methanol?

Als Energieträger für Brennstoffzellen oder als Ersatz für Benzin rückt Methanol zunehmend in den Brennpunkt des Interesses – über seine Rolle als wichtiger Grundstoff für die chemische Industrie hinaus. Es ist erheblich effizienter und kostengünstiger zu speichern als Wasserstoff und ließe sich über das bestehende Tankstellennetz verteilen.

Wermuthstropfen ist die doch recht aufwendige Synthese von Methanol aus Erdgas oder Erdöl über den Umweg Synthesegas. Als hochinteressante Alternative gehandelt, dann aber wieder fallengelassen wurde die so genannte direkte Niedertemperaturoxidation von Methan zu Methanol. Ein Team um Ferdi Schüth vom Max-Planck-Institut für Kohlenforschung in Mülheim und Markus Antonietti vom Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam-Golm hat nun einen neuartigen Katalysator entwickelt. Wie die Forscher in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, könnte dieser dem Verfahren einen neuen Aufwind, wenn nicht gar den Durchbruch bescheren.

„Die Entwicklung von Katalysatoren für die direkte Niedertemperaturoxidation von Methan zu Methanol ist eine der bedeutendsten Herausforderungen der letzten Jahrzehnte in der Katalyse,“ sagt Schüth. Das Problem: Die Bindungen im Methan sind sehr stark und lassen sich nur schwer knacken. Zudem neigt Methanol dazu, unter den entsprechenden Reaktionsbedingungen zu Kohlendioxid weiterzureagieren. Es sind daher nicht nur hochaktive, sondern auch sehr selektive Katalysatoren notwendig.

Ein Durchbruch war die Entwicklung eines Platin-Komplexes durch eine Arbeitsgruppe um Roy Periana, der die Niedertemperaturoxidation von Methan in konzentrierter Schwefelsäure als Reaktionsmedium bei Temperaturen um 200 °C zu Methylsulfat – das sich weiter zu Methanol umsetzen lässt – bei guter Ausbeute und Selektivität katalysiert. Trotz vielversprechender Ergebnisse erschwerten aber unter anderem die aufwendige Abtrennung und das schwierige Recycling dieses gelöst vorliegenden Katalysators eine kommerzielle Anwendung des Verfahrens. Die Entwicklung wurde bis zur Pilotanlage vorangetrieben, dann aber nicht weiter verfolgt. „Ein fester Katalysator, der sich leicht abtrennen lässt, könnte einen solchen Prozess im kleinen Maßstab wieder interessant machen und so eine effektive, dezentrale Nutzung von Erdgas ermöglichen,“ sagt Schüth.

Den deutschen Wissenschaftlern ist es nun gelungen, einen solchen festen Katalysator zu entwickeln, dessen hohe Aktivität und Selektivität sowie ausgezeichnete Stabilität über etliche Recyclingschritte die Hoffnungen hinsichtlich einer technischen Nutzung rechtfertigen. „Unsere Entwicklung basiert auf einer kürzlich entdeckten Klasse von Hochleistungspolymeren,“ erklärt Antonietti. Durch Polymerisierung eines ringförmigen Moleküls, eines aromatischen Nitrils, entsteht ein Netzwerk, das der Chemiker „triazinbasiertes Polymer“ nennt, abgekürzt als CTF (covalent triazin-based framework). Mit Platin beladen wird daraus ein hochwirksamer, leicht abtrenn- und wiederverwendbarer Katalysator.

Angewandte Chemie: Presseinfo 33/2009

Autor: Ferdi Schüth, Max-Planck-Institut für Kohlenforschung (Germany), http://www.mpi-muelheim.mpg.de/kofo/mpikofo_home.html

Angewandte Chemie 2009, 121, No. 37, 7042-7045, doi: 10.1002/ange.200902009

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

Media Contact

Dr. Renate Hoer GDCh

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie

Der innovations-report bietet im Bereich der "Life Sciences" Berichte und Artikel über Anwendungen und wissenschaftliche Erkenntnisse der modernen Biologie, der Chemie und der Humanmedizin.

Unter anderem finden Sie Wissenswertes aus den Teilbereichen: Bakteriologie, Biochemie, Bionik, Bioinformatik, Biophysik, Biotechnologie, Genetik, Geobotanik, Humanbiologie, Meeresbiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie, Zellbiologie, Zoologie, Bioanorganische Chemie, Mikrochemie und Umweltchemie.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Mikroalge Stylodinium – ein geheimnisvoller Unbekannter aus dem Moor

Die Alge des Jahres 2022 … LMU-Biologe Marc Gottschling untersucht die Panzergeißler seit Langem. Einer ihrer bemerkenswertesten Vertreter wird jetzt zur Alge des Jahres 2022 gewählt. Die Mikroalge Stylodinium wird…

Zur Rolle von Bitterrezeptoren bei Krebs

Rezeptoren als Angriffspunkte für Chemotherapeutika. Bitterrezeptoren unterstützen den Menschen nicht nur beim Schmecken. Sie befinden sich auch auf Krebszellen. Welche Rolle sie dort spielen, hat ein Team um Veronika Somoza…

Das ungleichmäßige Universum

Forscher untersuchen kosmische Expansion mit Methoden aus der Physik von Vielteilchensystemen. Mathematische Beschreibungen der Expansion des Universums beinhalten einen systematischen Fehler: Man nimmt an, dass die Materie im Universum gleichmäßig…

Partner & Förderer