研究人员希望利用可再生能源在田地边缘或农场生产原料甲醇。除了风或阳光之外，还需要水和CO 2来生产绿色甲醇工艺的原材料：一氧化碳(CO) 和氢气(H 2 )，它们催化反应形成甲醇。

循环经济的绿色甲醇研究人员开发新催化剂

这是通过罗斯托克开发的新型催化剂实现的。基于此的工艺完全不需要化石原材料。而且它具有高度选择性，几乎不产生任何副产品。

该催化剂以锰为基础，莱布尼茨催化研究所 (LIKAT) 的 Gordon Neitzel 解释道，“金属原子形成催化中心。它由一种支架(即所谓的配体)固定和保护。”

作为博士学位的一部分，戈登·奈泽尔优化了该配体的分子结构，并对催化剂复合物进行了最后的润色。研究结果发表在《ChemCatChem》杂志上。

利用 E4MeWi 进行气候中和管理

这项工作是 E4MeWi 研究网络的一部分。该缩写代表“Energie-Effiziente Erneuerbare Energien basierte Methanol-Wirtschaft”(高效可再生能源甲醇经济)。项目合作伙伴包括柏林的 CreativeQuantum GmbH、卡尔斯鲁厄的 Ineratec GmbH、波鸿鲁尔大学和比特费尔德-沃尔芬化学园区。

“德意志联邦共和国的目标是到 2045 年实现气候中和经济，这也需要基本化学品，”戈登·奈策尔 (Gordon Neitzel) 说。

例如，塑料和树脂需要甲醇，从家具到汽车工业，塑料和树脂的使用无处不在。目前全球每年的甲醇产量为 1.1 亿吨，传统上使用天然气，压力约为 50 至 100 巴，温度在 200 至 300°C 之间，具体取决于工艺。每生产一吨甲醇，大型工厂就会排放一吨半二氧化碳。这没有未来。

降低压力和温度要求

E4MeWi 项目旨在提供传统流程的替代方案。其核心元件是催化剂，使H 2和CO在溶解状态下反应生成甲醇。首先从CO 2中提取一氧化碳。

用于此目的的锰催化剂最初是在 LIKAT 由 Kathrin Junge 博士和 Matthias Beller 教授领导的研究小组开发的。它实现了一种全新的工艺，可将甲醇生产所需的压力和温度降低一半。

此外，该过程不需要化石原材料，这使得该催化剂成为未来CO 2和气候中性循环经济的关键要素。特别是，以绿色方式生产的甲醇也非常适合作为氢的化学储存介质，而氢是能源转型的希望之一。

集装箱尺寸的甲醇装置

E4MeWi 项目参与者设想建立一个集装箱大小的工厂，利用当地资源在田地边缘、农场或农舍虚拟地创造可持续价值：风能和太阳能、点源和沼气、塑料的CO 2排放废料或木材废料。 CO 2和水最初结合产生合成气，即氢气和一氧化碳的混合物，使用新催化剂将其转化为甲醇。

Gordon Neitzel 通过开发新的配体结构来保护性地包围催化活性中心，显着优化了众所周知的锰催化剂。 “如果没有这个外壳，一氧化碳就会攻击催化剂中心的锰原子并破坏复杂的化合物。”这项工作现已使甲醇生产的反应速度提高了一倍。

这使项目合作伙伴距离建设经济上可行的工厂更近了一步。毕竟，这也是这种分散生产的目的之一：为甲醇贸易建立一个全新的市场，从而促进经济转型进程。