Das Freiburger Material­forschungs­zentrum (FMF) erzeugt Methanol aus CO2 und Wasserstoff

Audi überraschte vor gut einem Jahr mit dem E-Gas-Projekt, bei dem in einer Reaktion von Wasserstoff und Kohlendioxid Methan hergestellt werden soll, bestes künstliches Erdgas sozusagen. Dieser nutzbringende Einsatz von CO2 wird auch woanders erforscht, zum Beispiel am Freiburger Materialforschungszentrum (FMF). Das Forschungsteam um den Chemiker Prof. Dr. Ingo Krossing ein neues System zur Herstellung von Methanol entwickelt, bei dem CO2 und Wasserstoff eingesetzt werden. Dabei werden unter hohem Druck Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff verbunden, das Verfahren heißt Hydrogenolyse.

Der Doktorand Elias Frei forscht nach Angaben des FMF schon seit einigen Jahren an Verfahren, um Methanol zu erzeugen. Ziel sei es, neue Katalysatorsysteme und Verfahren zu entwickeln, welche die chemische Reaktion weiter beschleunigen. Am FMF setzen die Forscher derzeit die Metalloxide Kupfer-, Zink- und Zirkon-Oxid als Katalysatoren ein. Sie ermöglichen den Vorgang auch bei niedrigen Temperaturen, sodass die Gase weniger stark erhitzt werden müssen. Die Katalysatoren bilden zusammen einen oberflächenreichen porösen Feststoff mit definierten Eigenschaften. Zusätzlich testen Frei und seine Kollegin Dr. Marina Artamonova die Imprägnierung der Katalysatoren mit ionischen Flüssigkeiten. Diese flüssigen Salze sollen sich wie ein dünner Film um die den Katalysator legen und dabei helfen, CO2 und Wasserstoff am Katalysator zu fixieren und die Produkte Methanol und Wasser aus diesem zu entfernen. Dabei entsteht Methanol, das unter anderem als Kraftstoffe eingesetzt werden kann.

In etwa zwei Jahren wollen die Forscher so weit sein, Methanol nach diesem Verfahren im Tonnenmaßstab herzustellen. Dann soll das CO2 aus dem Abgasstrom eines Blockheizkraftwerks herausgefiltert und für die Methanol-Herstellung genutzt werden. Wird Methanol in einem Motor verbrannt, wird erneut CO2 freigesetzt. Durch die zweifache Nutzung desselben Moleküls können nach Angaben des FMF theoretisch 50 Prozent CO2 eingespart werden. Die Menge Methanol, die aus zehn Prozent der jährlichen CO2-Emissionen in Deutschland umgesetzt werden könnte, würde hierzulande den jährlichen Kraftstoffbedarf decken.

Ähnlich wie bei Audis E-Gas-Verfahren ist aber eines klar: Bei der Produktion des Wasserstoffes darf kein CO2 entstehen – denn das möchte man ja gerade loswerden. (ggo)