Methanol ist ein vielfältig nutzbares Power-to-X-Produkt, das mit hoher Selektivität durch direkte thermokatalytische Umsetzung von CO2 mit Wasserstoff synthetisiert werden kann. Als wichtige Plattformchemikalie bildet Methanol einen Ausgangsstoff für viele bedeutende Produkte der chemischen Industrie sowie für den Transportsektor. Dazu zählen Olefine wie Ethen (Ethylen) und Propen (Propylen), aromatische Verbindungen und Polymerbausteine, aber auch synthetische Kraftstoffe (Benzin, Diesel, Kerosin).
Unsere Entwicklung: Thermokatalytische Methanolsynthese aus CO2
Wir erforschen die thermokatalytische Methanolsynthese aus CO2, um mithilfe stabiler Katalysatoren CO2 aus industriellen Punktquellen (Abgase von Zementwerken, Bioraffinerien etc.) nutzen zu können. Im Gegensatz zu hochreinem CO2 enthalten diese Abgase neben CO2 je nach Ursprung verschiedene Spurenkomponenten, z. B. Sauerstoff, Ammoniak oder Schwefelverbindungen, welche die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer des Katalysators erheblich beeinträchtigen können. In unserer Forschung untersuchen wir den Einfluss solcher Katalysatorgifte und entwickeln Maßnahmen zum Schutz des wertvollen Katalysators.
Vorteile und Technologiereife
Die Synthese von Methanol ist ein großtechnisch etabliertes Verfahren (TRL 9). Das konventionelle Verfahren basiert auf Synthesegas als Ausgangsstoff, einem Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid (CO), welches aus fossilen Ressourcen (Kohle oder Erdgas) hergestellt wird.
Die direkte Synthese aus CO2 und Wasserstoff befindet sich bereits am Beginn einer industriellen Anwendung. Der Vorteil der direkten Prozessroute besteht in der Vermeidung eines vorgeschalteten, technisch anspruchsvollen Prozesses zur Umsetzung von CO2 zu CO.
Der Einfluss möglicher Katalysatorgifte in CO2-Strömen aus industriellen Punktquellen ist derzeit noch unzureichend untersucht. Hier besteht Entwicklungsbedarf, um stabile und resiliente Katalysatoren für die CO2-basierte Methanolsynthese bereitzustellen. Insbesondere sind Untersuchungen zur Upstream-Prozessintegration der Methanolsynthese mit verschiedenen technischen CO2-Quellen wichtig, um die verschiedenen Abgase für einen stabilen und leistungsfähigen Prozess aufbereiten zu können.
Zusammenarbeit
Wir möchten unsere Forschung und Entwicklung zur Methanolsynthese mit Partnern aus der gesamten Wertschöpfungskette vorantreiben: Firmen, die CO2 als Rohstoff aus einem industriellen Prozessgasstrom bereitstellen können, die an der Entwicklung oder Produktion geeigneter Katalysatoren arbeiten, die bereits in der Methanolherstellung aktiv sind, oder die Methanol für weitere Umsetzungen nutzen. Hierfür bieten wir unseren Partnern Infrastruktur vom Labor- bis in den Pilotmaßstab an, um eine integrierte Prozessentwicklung zu ermöglichen.