MIT: Methan-Abfackeln bald vorbei

Vom Öl-Abfallprodukt zu Methanol

Erdgas, Nebenprodukt der Ölförderung, von dem bisher pro Jahr 150 Mrd. Kubikmeter sinnlos abgefackelt werden, lässt sich künftig nutzen. Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben dazu ein Verfahren entwickelt, mit dem sich das Gas gewinnbringend als Brennstoff oder als chemisches Rohmaterial verwerten lässt. Damit ließen sich 400 Mio. Tonnen CO2 einsparen. Das Gas unverbrannt entweichen zu lassen, hätte jedoch noch größere Klimaauswirkungen, da Methan ein noch stärkeres Treibhausgas ist als Kohlendioxid.

Erdgas – Foto © Gerhard Hofmann für Solarify

Bisher scheiterte die wirtschaftliche Nutzung daran, dass es zu teuer war, das Gas einzusammeln und unter hohem Druck zu verflüssigen. MIT-Chemieprofessor Yogesh Surendranath und drei seiner Kollegen haben nun ein Verfahren entwickelt, mit dem sich Erdgas wirtschaftlich in Methanol umwandeln lässt. Diese Alkoholart ist flüssig und lässt sich leicht in Tanks lagern und mit Tankern transportieren. Methanol kann rückstandsneutral direkt in Automotoren verbrannt, in andere synthetische Treibstoffe oder viele andere chemische Produkte umgewandelt werden.

MIT-Chemieprofessor Yogesh Surendranath und drei Kollegen haben eine Möglichkeit gefunden, Methan in Methanol-Derivate zu verwandeln – mit Strom, am besten aus Erneuerbaren Quellen. Die Forscher entwickelten ein elektrochemisches Niedertemperaturverfahren, das kontinuierlich ein Katalysatormaterial, das die Umwandlung schnell durchführen kann, immer wieder erneuern würde.

Das neue Verfahren ermöglicht eine kostengünstigere Methanumwandlung auch an abgelegenen Standorten. Die in der Zeitschrift ACS Central Science beschriebenen Erkenntnisse könnten den Weg ebnen, eine signifikante Methanzufuhr zu nutzen, die ansonsten völlig verschwendet würde. „Dieser Befund öffnet die Türen für ein neues Paradigma der Methanumwandlungs-Chemie“, sagte Jillian Dempsey, nicht an der Arbeit  beteiligte Assistenzprofessorin für Chemie an der University of North Carolina.

Elektrochemisches Niedertemperaturverfahren

Bestehende industrielle Verfahren zur Umwandlung von Methan in flüssige chemische Zwischenformen erfordern sehr hohe Betriebstemperaturen und große kapitalintensive Anlagen. Stattdessen haben die Forscher ein elektrochemisches Niedertemperaturverfahren entwickelt, das kontinuierlich das nötige Katalysatormaterial auffüllen würde. Der Strom zur Stromversorgung solcher Systeme könnte von Windturbinen oder Sonnenkollektoren in der Nähe des Standorts kommen, sagt Surendranath. Dieser elektrochemische Prozess könnte die Methanumwandlung ermöglichen – ein Prozess, der auch als Funktionalisierung bezeichnet wird.

[note Bereits im Dezember 2014 meldete das MIT, ein Team habe ein kleines System entwickelt, das Erdgas in leicht zu transportierende flüssige Brennstoffe umwandle – eine Konstruktion, die sich besonders für den Einsatz an Ölbohranlagen eigne, an denen austretendes Erdgas (Methan) verbrannt oder entlüftet werde. Um die Größe und die Kosten niedrig zu halten, konzentrieren sie sich auf die Herstellung von Methanol. Umfangreiche Modellstudien und Motorversuche bestätigen die technische Machbarkeit des Prozesses und zeigen, dass in manchen Situationen die Kosten für die Herstellung von Methanol bei großen konventionellen Methanolanlagen konkurrenzfähig sein könnten. Eine Pilot-Demonstration des Systems werde in Kürze beginnen.]

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