1 / 32

Methanol-basierte Energiewirtschaft

Methanol-basierte Energiewirtschaft. Vortrag am 18. Juni 2013 Max Männel. Gliederung. Einführung Methanolsynthese Verwendung Methanol. Einführung. Warum Methanol?. Einführung.

keziah
Download Presentation

Methanol-basierte Energiewirtschaft

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Methanol-basierte Energiewirtschaft Vortrag am 18. Juni 2013 Max Männel

  2. Gliederung • Einführung • Methanolsynthese • Verwendung Methanol

  3. Einführung Warum Methanol?

  4. Einführung „Neuartige Antriebe für den Verkehr werden nur dann ein großes Anwendungspotential erreichen können, wenn sie mit einem höheren Systemwirkungsgrad als verbrennungsmotorische Antriebe zur Schonung der vorhandenen Energieressourcen und zur Minderung der Schadstoffemissionen beitragen.“ Joachim Pasel, Ralf Peters, Michael Specht; Methanol – Herstellung und Einsatz als Energieträger für Brennstoffzellen, 2000

  5. Methanolsynthese • Synthesegaserzeugung aus Erdgas und Kohle • Methanolsynthese • Schadstoffbilanz

  6. Synthesegas aus Erdgas • Synthesegasherstellung:

  7. Synthesegas aus Kohle • Überführung von Kohlenstoff in gasförmige, brennbare Verbindungen B. Höhlein, Th. Grube, P. Biedermann, H. Bielawa, G. Erdmann, L. Schlecht, G. Isenberg, R. Edinger; Methanol als Energieträger, 2003, Schriften des Forschungszentrums Jülich, Reihe Energietechnik / Energy Technology

  8. Methanolsynthese aus Synthesegas • Synthese verläuft unter katalytischen Bedingungen bei 200°C – 250°C und 50 – 100 bar („low-pressure“) -> Katalysator: Cu/ZnO/Al2O3

  9. Methanolsynthese - Katalysator • Anforderungen: • SACu so groß wie möglich • hohe CH3OH Selektivität • Verhältnis: 70:28:2 (Cu/ZnO/Al2O3)

  10. Methanolsynthese aus Synthesegas- Katalysator Dr. Malte Behrens, Journal of Catalysis Volume 267, Issue 1, 1 October 2009, Pages 24–29

  11. Methanolsynthese –Schadstoffbilanz Joachim Pasel, Ralf Peters, Michael Specht; Methanol – Herstellung und Einsatz als Energieträger für Brennstoffzellen, 2000

  12. Zusammenfassung Methanolsynthese • CO2-Neutralität noch in weiter Ferne • größte Kosten liegen bei der Synthesegaserzeugung • Wichtiger Forschungssektor

  13. Verwendung des Methanols • Methanol als Kraftstoff • direkte Gewinnung der elekt. Energie • direkte Verbrennung • Umsetzung von Methanol an Zeolith-Katalysatoren

  14. Methanol als Kraftstoff – direkte Gewinnung • Methanol dient als Brennstoff in der „directmethanolfuelcell“ (DMFC) • Methanol liefert Wasserstoff, welcher anschließend als Brennstoff dient (Indirectmethanolfuelcell (IMFC))

  15. Methanol als Kraftstoff – direkte Gewinnung DMFC: Dr. rer. nat. Alexander Dyck; Polymerverfahrenstechnik, 2005, Universität Paderbron

  16. Methanol als Kraftstoff – direkte Gewinnung IMFC: Joachim Pasel, Ralf Peters, Michael Specht; Methanol – Herstellung und Einsatz als Energieträger für Brennstoffzellen, 2000

  17. Methanol als Kraftstoff – direkte Gewinnung • Methanol-Steam-Reforming

  18. Methanol als Kraftstoff – direkte Gewinnung IMFC:

  19. Methanol als Kraftstoff – direkte Gewinnung • Anschließende Umsetzung von Wasserstoff in der Polymerelektrolytbrennstoffzelle (PEMFC)

  20. Methanol als Kraftstoff – direkte Verbrennung • preiswert • 30% höherer Wirkungsgrad gegenüber Benzinern • Umwelteigenschaften besser

  21. Methanol als Kraftstoff – Umsetzung an Zeolith • man spricht auch vom „methanol-to-gasoline“-Verfahren http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/58/Zeolite-ZSM-5-3D-vdW.png

  22. Zusammenfassung • Methanol hat das Potential die Energiewende „mitzutragen“ • Für eine CO2-Neutralität wird ein neuer Katalysator entwickelt werden müssen

  23. Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit!

  24. Supplementary – MTG • katalytisch bei Drücken zwischen 14 und 24 bar • und Temperaturen um 400 °C mögl. Mechanismus:

  25. Supplementary – ZSM 5 Na0.3H3.8[(AlO2)4.1(SiO2)91.9] https://engineering.purdue.edu/~thomsonk/image/ZSM-5.jpg (Stand 14.06.2013)

  26. Supplementary - Zeolithkatalyse

  27. Supplementary - Kostenbilanz

  28. Supplementary – planare Defekte • PlanareDefekte: Stapelfehler, falsche Ebenen im Kristall, fehlende Ebenen, Oberfächen, Grenzflächen, Versetzungen

  29. Supplementary – Cu/ZnO/Al2O3 • Kupfer hat d9 -> favorisierte Kristallisation ist der Malachit, da Cu in verzerrter Jahn-Teller-Konfiguration koordiniert

  30. Supplementary - PEM • Semipermeable Membran (z.B. Nafion)

  31. Supplementary - Brennstoffzelle

  32. Supplementary – Fischer-Tropsch-Synthese http://de.wikipedia.org/wiki/Fischer-Tropsch-Synthese (Stand 16.06.2013)

More Related