Biosprit aus Biomasse: Ethanol könnte der neue Benzinzusatz werden

Der Kraftstoff E-10 ist nicht jedermanns Sache, denn der Ethanolanteil wird aus Nahrungs- und Futterpflanzen wie Getreide gewonnen. 2,5-Dimethylfuran (DMF), das ebenfalls Benzin beigemischt werden kann, ist auf die gleichen Rohstoffquellen angewiesen, bisher jedenfalls. Forschern der Ruhr-Universität Bochum (RUB) ist es jetzt gelungen, die Chemikalie, deren Energieinhalt etwa genauso groß ist wieder von Benzin, aus Biomasse herzustellen.

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Höhere Ausbeute bei milden Reaktionsbedingungen

Dazu gehen sie einen Umweg. Zunächst produzieren sie 5-Hydroxymethylfurfural, das sie in einem zweiten Schritt in den attraktiven Benzinzusatz umwandeln. Im Vergleich zu früheren Verfahren erzielen sie eine hohe Ausbeute, und das bei mäßigen Temperaturen und Drücken, also energiesparend. Außerdem gibt es praktisch keine unerwünschten Nebenprodukte.

In allen Belangen überlegen

„DMF würde sich gut als Biosprit eignen, weil es eine höhere Oktanzahl hat als Ethanol, eine bessere Energieintensität und mit 92 bis 94 Grad Celsius einen idealen Siedepunkt“, sagt Baoxiang Peng, chinesischer Gastforscher an der RUB und Partner von Professor Martin Muhler vom Lehrstuhl für Technische Chemie sowie einer Gruppe um Professor Christof Hättig vom Lehrstuhl für Theoretische Chemie, die das Verfahren gemeinsam entwickelt haben.

Das Team ließ die Reaktion in Anwesenheit von Ameisensäure und Wasserstoff stattfinden. Als Katalysator verwendeten die Chemiker Palladium-Nanopartikel. Sie erzielten damit fünfmal höhere Reaktionsgeschwindigkeit als mit früheren Verfahren. Gerade der Zusatz von Ameisensäure spielte eine entscheidende Rolle, um günstige Reaktionsbedingungen zu schaffen, wie die Forscher in detaillierten Untersuchungen zeigten.

Mit Ameisensäure klappt es am besten

Sie führten die Reaktion mit verschiedenen Zusätzen durch und verglichen die Umsätze und die Selektivität, die in Anwesenheit von Ameisensäure, die ebenfalls aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden kann, am besten waren. Die Substanz begünstigt einen schnelleren Reaktionspfad und verhindert gleichzeitig, dass unerwünschte Zwischenstufen auftreten.

DMF reduziert ebenso wie Ethanol die Kohlendioxid-Emissionen von benzinbetriebenen Autos. Denn Pflanzen und Biomasse entziehen der Luft während ihres Wachstums das Klimagas. Bei der Verbrennung wird es wieder frei, verschlechtert also nicht die Bilanz.

via RUB