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Rohstofftechnologie: Katalysator verwandelt Erdgas in Alkohol

Methan-Molekül: Hart zu knacken Zur Großansicht
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Methan-Molekül: Hart zu knacken

Mit einem neuen Katalysator haben Forscher Erdgas in Alkohol umgewandelt - und zwar deutlich einfacher, als das bisher möglich war. Sie hoffen darauf, dass das Verfahren die Rohstoff-Industrie grundlegend verändern könnte.

Mit einem neuen Verfahren lassen sich aus Erdgas wesentlich günstiger als bisher Treibstoff oder Chemikalien herstellen. Forscher am Scripps Research Institute in Jupiter (US-Bundesstaat Florida) haben einen Katalysator gefunden, mit dem Erdgas schon bei 180 Grad Celsius statt wie bisher bei weit über 500 Grad umgewandelt werden kann.

Erdgas besteht zum größten Teil aus Methan, Ethan und Propan. Die Forscher um Roy Periana setzten Blei- und Thallium-Salze als Katalysatoren ein, mit denen sie die Gase auch bei niedrigen Temperaturen in Alkohole umwandeln konnten. Die Katalysatoren sind günstig zu produzieren, Bleisalze zum Beispiel werden auch bei der Herstellung von Streichhölzern verwendet.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens: Das Erdgas muss nicht erst in seine einzelnen Bestandteile zerlegt werden, berichten die Forscher im Fachmagazin Science. Die Forscher konnten die Gase Methan, Ethan und Propan auch als Gemisch in die entsprechenden Alkohole umwandeln - und sparen so einen Zwischenschritt bei der Weiterverarbeitung.

Anwendung in drei bis vier Jahren möglich

"Das schafft das Potential, Treibstoffe und Chemikalien zu außergewöhnlich geringen Kosten zu produzieren", sagte Periana. Das Verfahren könnte die Rohstoff-Industrie nach Angaben des Scripps Research Institutes grundlegend verändern: Erdgas könnte im Vergleich zu Erdöl an Bedeutung für die Wirtschaft gewinnen. Die Stoffe aus dem Erdgas sind als Flüssigkeiten viel einfacher zu transportieren und zu verarbeiten.

Inwiefern das neue Verfahren in der Praxis angewendet werden wird, ist bislang aber noch unklar. Bereit für den sofortigen Einsatz in der Industrie sei es noch nicht, so Periana. Weitere Forschung sei nötig, aber wenn diese gut verlaufe, könne eine praktische Anwendung in etwa drei bis vier Jahren möglich sein. Gespräche, um die Methode zu vermarkten, seien bereits im Gange.

Die USA, in denen auch das umstrittene Fracking-Verfahren eingesetzt wird, um Erdgas zu gewinnen, gelten als wichtigster Erdgas-Förderer der Welt. Allein 2012 waren es nach einer Studie des Rohstoffkonzerns BP über 680 Milliarden Kubikmeter Erdgas - rund 20 Prozent der weltweit geförderten Menge. Deutschland liegt im unteren Feld der Förderstaaten, das Fracking wird emotional debattiert - und bisher noch nicht in größerem Stil eingesetzt.

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Gas aus der Tiefe: Unkonventionelle Vorkommen

jme/dpa/Reuters

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1.
syracusa 14.03.2014
Zitat von sysopSEMCMit einem neuen Katalysator haben Forscher Erdgas in Alkohol umgewandelt - und zwar deutlich einfacher als das bisher möglich war. Sie hoffen darauf, dass das Verfahren die Rohstoff-Industrie grundlegend verändern könnte. http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/katalysator-wandelt-erdgas-in-fluessigkeiten-wie-treibstoffe-a-958632.html
Weltweit werden gigantische Mengen Erdgas, die bei der Ölförderung freigesetzt werden, immer noch abgefackelt, weil der Abtransport via Pipeline oder als LNG viel zu teuer wäre. Wenn die neue Methode auch in kleinem Maßstab, möglichst vielleicht sogar mit transportablen Anlagen möglich ist, dann wäre das in der Tat eine Revolution.
2. Schon die Überschrift des Artikels ist falsch
meiermuellerschmidt 14.03.2014
Von Katalyse ist in dem betreffenden Artikel keine Rede. Das sollte schon beim Lesen des Abstractes klar werden. Auch werden nicht die Alkohole sondern die Ester synthetisiert. Aber das ist dann fast schon ein Detail. Spitzenjournalismus!
3. Ein Schritt aber ein nicht sehr großer
frodosix 14.03.2014
Man wäre dann vielleicht nicht mehr so sehr vom fossilen, endlichen Energieträger Erdöl abhängig, sondern vom fossilen, endlichen Energieträger Erdgas. Erst wenn eine Meldung lautet, dass zum Beispiel billig und in großen Mengen Gas/Alkohol etc aus beliebiger, nachwachsender Biomasse (Pflanzenabfällen, schnell wachsenden Meeresalgen etc.) erzeugt werden kann, werde ich in Jubel ausbrechen.
4. Spitzenforenbeitrag!
Stefan_G 14.03.2014
Zitat von meiermuellerschmidtVon Katalyse ist in dem betreffenden Artikel keine Rede. Das sollte schon beim Lesen des Abstractes klar werden. Auch werden nicht die Alkohole sondern die Ester synthetisiert. Aber das ist dann fast schon ein Detail. Spitzenjournalismus!
Selbstverständlich ist hier von homogener Katalyse von Methan/Ethan/Propan zu Methanol/Ethanol/Propanol und 1,2-Diolen die Rede. Diese in Anwesenheit von Thallium(III) und Blei(IV)-Salzen. Das Ganze in konzentrierter Trifluoressigsäure-Umgebung, so dass sich unmittelbar die Veresterung zu den Trifluoressigsäureestern der Alkohole anschließt.
5. optional
helmut.alt 14.03.2014
Methan ist die Hauptkomponente von Erdgas (ca 92%) und kommt als Gashydrat am Meeresboden in gewaltigen Mengen vor (mehr als alle Kontinentalvorkommen). Es ist auch als Biogas bekannt und praktisch überall verfügbar. Wenn es gelingt dieses Methan in den Alkohol Methanol umzuwandeln, dann wären alle Energieprobleme gelöst, weil diese Flüssigkeit sowohl in Verbrennungsmotoren problemlos verfeuert werden kann (Oktanzahl weit über 100), aber auch als Wasserstoffquelle für Brennstoffzellen verwendet werden kann.
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Energieträger Erdgas
Erdgas ist nach Mineralöl der zweitwichtigste Bestandteil des deutschen Energiemix. Fast jede zweite Wohnung in Deutschland wird nach Angaben des BDEW inzwischen damit beheizt. Insgesamt sind es mehr als 18 Millionen Haushalte - Tendenz steigend. Zudem wird mit Erdgas Strom erzeugt, und umweltfreundliche Autos werden mit Erdgas angetrieben. Die Erdgas-Lagerstätten sind auf wenige Regionen begrenzt - mehr als die Hälfte der globalen Vorkommen befinden sich in den Ländern Russland, Iran und Katar.

Erdgas ist der am wenigsten klimaschädliche aller fossilen Brennstoffe. Bei seiner Verbrennung werden etwa 200 Gramm CO2 pro Kilowattstunde freigesetzt. Dies ist im Vergleich zu Erdöl (270 g/kWh) und Kohle (je nach Qualität 330 bis 400 g/kWh) gering.

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