Erneuerbare Energien: Biodiesel auf festen Beinen
Biodiesel ist "in". Erstmal fühlt man sich damit beim Tanken so schön umweltbewusst, und zweitens schont es zur Zeit von Höchstpreisen an den Tankstellen den Geldbeutel. In Zukunft könnte der Sprit vom Acker sogar noch günstiger werden - mit einem neuen Katalysator in der Produktion.
© Bundesministerium für Umwelt / H.-G. Oed (Ausschnitt)
Tanken auf dem Bauernhof – das geht tatsächlich. Allerdings keinen Biodiesel, sondern Pflanzenöl, für das Ihr Auto einen speziellen Motor benötigt, den nach seinem Erfinder benannten Elsbett-Motor. Damit ein gewöhnlicher Dieselmotor seinen Treibstoff vom Acker beziehen kann, muss das Öl zunächst chemisch verändert werden. Denn so, wie es aus der Pflanze gepresst wird, hängen die Fettsäuren über Esterbindungen an Glyzerinmolekülen. Das ist gut für Salatsauce und Bratpfanne – der Motor mag jedoch das Glyzerin nicht. Also bricht man die Bindungen mit Hilfe von chemischen Katalysatoren auf und ersetzt das Glyzerin durch Methanol. Der entstehende Methylester ist dann schon der fertige Biosprit.
Eigentlich ein einfaches Prinzip. Aber in der technischen Umsetzung stecken einige Tücken: Schließlich muss der Biodiesel von den Katalysatormolekülen und dem anfallenden Glyzerin getrennt werden. Ein kostspieliger Vorgang, bei dem außerdem chemische Abfälle entstehen. Leichter ginge es, wenn der Katalysator fest wäre und sich schlicht herausfiltern ließe. Und so forschen verschiedene Arbeitsgruppen an entsprechenden Versionen, die leider bislang alle zu teuer, zu instabil oder zu reaktionsträge waren.
Jetzt glauben Wissenschaftler um Masakazu Toda vom Tokyo Institute of Technology, einen viel versprechenden festen Katalysator gefunden zu haben. Ausgangsstoffe sind die Zucker Glukose und Saccharose, denen bei Temperaturen über 300 Grad Celsius ein Teil ihres Wasserstoffs und Sauerstoffs entzogen wird. Es entsteht ein starres dreidimensionales Kohlenstoffgerüst, auf das Säuren Sulfonsäuregruppen (-SO3H) übertragen. Diese übernehmen die eigentliche katalytische Aufgabe.
Die Prozedur liefert ein schwarzes Pulver, das in Wasser unlöslich ist, in Kombination mit bindenden Polymeren aber zu Pellets oder dünnen Filmen gepresst werden kann. Mit einer katalytischen Aktivität, die bei mehr als der Hälfte von flüssigen Katalysatoren liegt, ist der Zuckerkatalysator deutlich reaktiver als andere feste Beschleuniger. Außerdem erwies er sich in den bisherigen Laborversuchen als recht ausdauernd.
Ob das schwarze Pulver für die Industrie zum schwarzen Gold wird, bleibt abzuwarten. Angesichts steigender Rohölpreise entwickeln sich nachwachsende Rohstoffe jedenfalls auch finanziell zu echten Alternativen für Mineralölprodukte. Und auch deren Verarbeitungsprozeduren haben sich nur schrittweise entwickelt. Insofern kommt der neue Katalysator aus Japan genau zur rechten Zeit.
Eigentlich ein einfaches Prinzip. Aber in der technischen Umsetzung stecken einige Tücken: Schließlich muss der Biodiesel von den Katalysatormolekülen und dem anfallenden Glyzerin getrennt werden. Ein kostspieliger Vorgang, bei dem außerdem chemische Abfälle entstehen. Leichter ginge es, wenn der Katalysator fest wäre und sich schlicht herausfiltern ließe. Und so forschen verschiedene Arbeitsgruppen an entsprechenden Versionen, die leider bislang alle zu teuer, zu instabil oder zu reaktionsträge waren.
Jetzt glauben Wissenschaftler um Masakazu Toda vom Tokyo Institute of Technology, einen viel versprechenden festen Katalysator gefunden zu haben. Ausgangsstoffe sind die Zucker Glukose und Saccharose, denen bei Temperaturen über 300 Grad Celsius ein Teil ihres Wasserstoffs und Sauerstoffs entzogen wird. Es entsteht ein starres dreidimensionales Kohlenstoffgerüst, auf das Säuren Sulfonsäuregruppen (-SO3H) übertragen. Diese übernehmen die eigentliche katalytische Aufgabe.
Die Prozedur liefert ein schwarzes Pulver, das in Wasser unlöslich ist, in Kombination mit bindenden Polymeren aber zu Pellets oder dünnen Filmen gepresst werden kann. Mit einer katalytischen Aktivität, die bei mehr als der Hälfte von flüssigen Katalysatoren liegt, ist der Zuckerkatalysator deutlich reaktiver als andere feste Beschleuniger. Außerdem erwies er sich in den bisherigen Laborversuchen als recht ausdauernd.
Ob das schwarze Pulver für die Industrie zum schwarzen Gold wird, bleibt abzuwarten. Angesichts steigender Rohölpreise entwickeln sich nachwachsende Rohstoffe jedenfalls auch finanziell zu echten Alternativen für Mineralölprodukte. Und auch deren Verarbeitungsprozeduren haben sich nur schrittweise entwickelt. Insofern kommt der neue Katalysator aus Japan genau zur rechten Zeit.
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