Bioökonomie International 2019: (Biogasohol) Entwicklung von Katalysatoren und Prozessen für die Umwandlung von Biogas in Methanol

CO2 und Methan sind die wichtigsten Treibhausgase und stammen zumeist aus fossilen Quellen. Auch die Nutzung nachwachsender Rohstoffe kann klimarelevante Mengen dieser Gase erzeugen. Die Rückführung von CO2 und Methan in geschlossene Stoffkreisläufe könnte den Treibhauseffekt verringern. Beim trockenen Reformieren von Methan mit CO2 (DRM) werden beide Stoffe in Synthesegas (H2 + CO) umwandelt, einen der wichtigsten Grundstoffe der chemischen Industrie. Das vorliegende Projekt zielt auf die dezentrale Nutzung von Biogas, welches etwa 40 % CO2, einen Überschuss an Methan sowie Verunreinigungen enthält. Dadurch könnte die Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen erhöht werden. Der vietnamesische Projektpartner VPI wird in seinem Teilprojekt untersuchen, wie das gewonnene Synthesegas für die Herstellung des Grundstoffs Methanol aufbereitet und genutzt werden kann. Das vorliegende Teilprojekt basiert auf Arbeiten im LIKAT aus den letzten 5 Jahren, die zu bemerkenswert stabilen DRM-Katalysatoren mit sehr niedrigem Ni-Gehalt führten. Diese Ergebnisse aus der Grundlagenforschung sollen weiterentwickelt werden (TRL 4). Angestrebt werden insbesondere die Verbesserung der Langzeitstabilität des Katalysators unter den extremen Reaktionsbedingungen, die Erforschung von Prozessvarianten (Zugabe von O2 oder H2O) sowie der Einsatz von echtem Biogas in Dauertests. Parallel sind umfangreiche Untersuchungen der Materialien vor und nach dem Einsatz geplant, um Impulse für weitere Verbesserungen zu erhalten. Es ist ein besonderes Arbeitsziel, die zunächst pulverförmigen Katalysatoren zu Granulaten oder Tabletten zu formen, um eine brauchbare Einsatzform für die Pilotanlagen beim Projektpartner VPI zu gewinnen. Alternativ sollen auch keramische (Monolithe) oder metallische Strukturen mit dünnen Schichten des besten Katalysators beschichtet werden, um die spezifische Produktivität zu erhöhen.