Methanol ist ein einfacher Alkohol, der bei Raumtemperatur als farblose, leicht flüchtige und brennbare Flüssigkeit vorliegt. Die chemische Formel lautet CH3OH. Methanol wird bereits seit über 100 Jahren weltweit transportiert und gehört zudem zu den fünf am meisten gehandelten Chemikalien. Auch in der Wasserstoffwirtschaft spielt die Chemikalie eine wichtige Rolle.
Er kann als Energieträger für die Wasserstoffspeicherung und den Transport genutzt werden. Flüssig ist die Chemikalie leichter zu transportieren als gasförmiger Wasserstoff und kann vorhandene Infrastrukturen für flüssige Kraftstoffe nutzen. In Direktmethanol-Brennstoffzellen kann der Energieträger zur Stromerzeugung verwendet werden.
Ähnlich wie bei Wasserstoff teilt man auch das Derivat je nach Produktionsart in verschiedene Farben ein:
- Wenn die Chemikalie aus Kohle produziert wird, wird sie als braunes Methanol bezeichnet.
- Methanol, das aus Erdgas hergestellt wird, wird als graues Methanol bezeichnet und ist aktuell das gängigste Produktionsverfahren.
- Von blauem Methanol spricht man hingegen, wenn Hersteller das im Produktionsprozess entstehende CO₂ ab abgeschieden und aufgefangen wird, scheiden und auffangen, sodass es nicht in die Atmosphäre gelangt. Durch diese Speicherung (CCS=Carbon Capture and Storage) wird die Produktion als bilanziell CO₂-neutral betrachtet.
- Alternativ kann der Energieträger auch aus Biomasse (Bio-Methanol ) oder grünem Wasserstoff und CO₂ (e-Methanol) produziert werden. Beide Herstellungsverfahren werden als grünes Methanol zusammen gefasst
Herstellung
Die Produktion durch CO₂-Abscheidung und Wasserstoff, auch als “Power-to-Methanol” bekannt, funktioniert folgendermaßen:
1. CO₂-Gewinnung:
CO₂ wird aus Industrieabgasen oder direkt aus der Luft abgeschieden.
2. Wasserstoffproduktion:
Wasserstoff wird durch Elektrolyse von Wasser hergestellt, idealerweise mit erneuerbarem Strom.
3. Synthese:
CO₂ und Wasserstoff reagieren unter Druck und Hitze in Anwesenheit eines Katalysators. Die chemische Reaktion lautet: CO₂ + 3H₂ → CH₃OH + H₂O
4. Reinigung:
Die entstandene Chemikalie wird destilliert und gereinigt.
Dieses Video wurde im Wasserstoffatlas-Projekt der OTH Regensburg erstellt und zeigt das Grundprinzip der Methanolsynthese:
Im Vergleich dazu umfasst der herkömmliche Prozess hingegen:
1. Umwandlung von Erdgas in Synthesegas
2.Katalytische Reaktion zu Methanol
3. Destillation und Reinigung
Rückgewinnung
Reformierung wird genutzt, um Wasserstoff aus dem Derivat zu gewinnen. Der Prozess der Rückgewinnung erfolgt folgendermaßen:
1. Dampfreformierung:
Methanol wird mit Wasserdampf bei hohen Temperaturen (200-300°C) gemischt. Ein Katalysator, oft auf Kupfer-Basis, wird verwendet.
2. Chemische Reaktion:
Hauptreaktion: CH₃OH + H₂O → CO₂ + 3H₂, Diese Reaktion produziert Wasserstoff und Kohlendioxid.
3. Reinigung:
Der erzeugte Wasserstoff wird von CO₂ und anderen Nebenprodukten getrennt.
4. Anwendung:
Der gereinigte Wasserstoff kann in Brennstoffzellen oder für andere Zwecke genutzt werden.
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