Einfacher Alkohol als vielseitiger Rohstoff

Methanol als Tankfüllung der Zukunft?

Gefürchtet in schlecht gebranntem Schnäpsen, unverzichtbar als Lösungsmittel und vielleicht auch der Kraftstoff der Zukunft: Methanol ist vielseitig. Das kleinste Alkanol wurde in der Frühzeit der Autoentwicklung vorübergehend als Kraftstoff verwendet: gewonnen aus Holz. Mittlerweile lässt es in großem Maßstab aus Kohlenstoffmonooxid und Wasserstoff, dem Synthesegas genannten Gemisch, herstellen. In einer Brennstoffzelle lässt sich durch Methanol-Oxidation Strom erzeugen.

Ungeordneter Haufen von Resthözern.
Methanol wurde in Notzeiten aus Holz gewonnen. Foto: © Wolfgang Hasselmann/Unsplash

Unter den Alkanolen ist Methanol (CH3OH) die kleinste Verbindung. Es ist schon lange als Naturstoff bekannt; als wichtiger Grundstoff der chemischen Industrie wird Methanol jedoch synthetisch hergestellt (Pfeifer, 2020). Dass die natürliche Entstehung als Nebenprodukt bei der Vergärung unerwünschte Folgen haben kann, rührt von der Abbaureaktion des Methanols im Körper her. Dabei entsteht Formaldehyd – und zwar ausgerechnet in der Netzhaut, wo die toxische Wirkung zum Erblinden führen kann. Solang Methanol nicht verzehrt wird, kann es aber vielseitig eingesetzt werden.

In Notzeiten wurde Holz pyrolisiert, sodass Holzgas entstand. Entsprechende Anlagen im Kleinformat, die Holzgasgeneratoren, wurden an Autos und Lastwagen angebaut: Das entstehende Gas wurde verbrannt und trieb die Fahrt voran. In der möglicherweise kommenden Methanolwirtschaft ist neben der Brennstoffzelle sind die Methanol-to-Gasoline-Prozesse wichtig, bei denen ein längerkettige Kraftstoffe aus Methanol und Dimethylether hergestellt werden.

Zeitschrift
Unterricht Chemie Nr. 175/2020 Alkohole

Das Thema Alkohole ist seit vielen Jahren ein Klassiker im Chemieunterricht. An diesem Thema lassen sich zahlreiche Bezüge zur Alltagswelt herstellen und grundlegende Zusammenhänge zwischen Struktur, Eigenschaften und Verwendung eines Stoffes herstellen.

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Strom dank Methanol

Von den vielen Verwendungsmöglichkeiten interessiert eine Nachwuchsforschergruppe vor allem jene als Kraftstoff. Wenn es nach ihnen geht, kommt künftig Methanol in den Autotank. Statt des Verbrennungsmotors eine Methanol-Brennstoffzelle eingebaut. Bislang werden diese vor allem für kleinere elektrische Geräte verwendet, etwa im Campingbereich und in Messstationen.

Für eine Markteinführung geht es neben der reinen Machbarkeit auch darum, ob die Infrastruktur bestehender Tankstellen nutzbar ist. Diese ist nach wie vor auf flüssige Brennstoffe ausgelegt, was für Methanol gut passen würde. Die Tankzeit der Autofahrenden wäre vergleichbar mit der bei herkömmlichen Brennstoffen.

Fächerübergreifend wird unter dem Namen „NeMaCell“ an der TU Chemnitz an einer chemischen Optimierung und einer wirtschaftlichen Analyse der Technologie gearbeitet. Das Kürzel steht dabei für „Neue Materialien für Brennstoffzellen“.  Aktuell fehlen aber noch effektive und bezahlbare Katalysatoren, um den eigentlichen Reaktanden Methanol an der Anode zu oxidieren. Wenn diese Hürde genommen ist, könnte Methanol ein wichtiger Kraftstoff für die künftige Elektromobilität werden.


Material

Mehr zum Thema Methanol finden Sie im Themenheft "Alkohole".

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Zum Weiterlesen

Elektrische Energie aus Alkohol [Abruf 02-2020]

Infoseite vom TÜV Süd zur Technologie [Abruf 02-2020]

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