Glycerin kennen wir im Alltag eher als Frostschutzmittel. Doch jetzt hat ein Forscherteam auf der Suche nach neuen biologischen Treibstoffen herausgefunden, wie aus Glycerin Wasserstoff oder Methanol gewonnen werden können – und das günstiger und energetisch effektiver als bei der Ethanolvergärung von Zucker, dem bisher gängigen Verfahren.
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Die Reserven an Erdöl und Erdgas werden immer knapper. Deshalb ist es eigentlich die pure Verschwendung, diese kostbaren Rohstoffe einfach zu verheizen oder in Fahrzeugmotoren zu verbrennen. Denn das "schwarze Gold" ist das wichtigste Ausgangsprodukt für die chemische Industrie und dient zur Herstellung der meisten organischen Verbindungen wie Kunststoffen, Medikamenten oder Lösungsmitteln. Man braucht also Alternativen und sucht sie jetzt verstärkt in der Natur, in der Hoffnung, dass nachwachsende pflanzliche Rohstoffe den fossilen Ressourcen irgendwann ernsthaft Konkurrenz machen können.
So entsteht beispielsweise bei der enzymatischen Spaltung von Cellulose aus Holzabfällen der Zucker Glucose, der wiederum zu Ethanol vergoren wird. Ethanol kann als "biologischer" Treibstoff für Fahrzeuge dienen. Jetzt hat ein Team von Wissenschaftlern aus den USA und Brasilien herausgefunden, dass auch ein anderes Gärprodukt, das Glycerin, ein viel versprechendes Ausgangsprodukt zur Synthese von Kraftstoffen und anderen organischen Verbindungen sein kann.
J. A. Dumesic und seine Mitarbeiter entwickelten einen Prozess, in dem sich mit Hilfe von Platin-Katalysatoren Glycerin unter relativ milden Bedingungen, das heißt bei Temperaturen zwischen 225 und 300 °C, in Wasserstoff und Kohlenmonoxid (CO) zerlegen lässt. Das Verfahren hat mehrere Vorteile: Zum einen fällt Glycerin als Nebenprodukt bei der Herstellung von Biodiesel an.
Außerdem entsteht beim Fermentieren von Glucose eine 25 prozetige Glycerin-Lösung, während beim Abbau von Zucker zu Ethanol eine Mischung entsteht, die nur fünf Prozent der gewünschten Substanz enthält. Dieses Ethanol muss dann noch über eine energieaufwändige Destillation abgetrennt werden, während die Glycerin-haltige Lösung gleich weiter verarbeitet werden kann – entweder zu Methanol oder im Fischer-Tropsch-Verfahren zu längerkettigen Alkanen.
Für die Fischer-Tropsch-Synthese wird eine Mischung von Wasserstoff und Kohlenoxid im Verhältnis 2:1 über einen Kobaltkatalysator geleitet und auf etwa 200 °C erwärmt. Das bei der katalytischen Spaltung von Glycerin erhaltene Mischungsverhältnis der beiden Gase kann durch geschickte Auswahl des Pt-Katalysatorsystems auf den für die Fischer- Tropsch-Synthese geeigneten Wert eingestellt werden. Auch die Energiebilanz der gekoppelten Reaktionen sieht günstig aus: In der Summe ergibt sich ein Energiegewinn von -62 kJmol-1.
(Gesellschaft Deutscher Chemiker, 30.05.2006 – NPO)
