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So entsteht beispielsweise bei der enzymatischen
Spaltung von Cellulose aus Holzabfällen der Zucker Glucose, der
wiederum zu Ethanol vergoren wird. Ethanol kann als "biologischer"
Treibstoff für Fahrzeuge dienen. Unter veränderten
Reaktionsbedingungen entsteht beim Vergären von Glucose Glycerin.
Glycerin ist ebenfalls ein viel versprechendes Ausgangsprodukt zur
Synthese von Kraftstoffen und anderen organischen Verbindungen, wie
ein Team von Wissenschaftlern aus den USA und Brasilien herausfanden.
J. A. Dumesic und seine Mitarbeiter entwickelten
einen Prozess, in dem sich mit Hilfe von Platin-Katalysatoren Glycerin
unter relativ milden Bedingungen, d. h. bei Temperaturen zwischen 225
und 300 °C, in Wasserstoff und Kohlenmonoxid (CO) zerlegen lässt. Das
Verfahren hat mehrere Vorteile: Zum einen fällt Glycerin als
Nebenprodukt bei der Herstellung von Biodiesel an. Außerdem entsteht
beim Fermentieren von Glucose eine 25 %-ige Glycerin-Lösung, während
beim Abbau von Zucker zu Ethanol eine Mischung entsteht, die nur 5 %
der gewünschten Substanz enthält. Dieses Ethanol muss dann noch über
eine energieaufwändige Destillation abgetrennt werden, während die
Glycerin-haltige Lösung gleich weiter verarbeitet werden kann -
entweder zu Methanol oder im Fischer-Tropsch-Verfahren zu
längerkettigen Alkanen.
Für die Fischer-Tropsch-Synthese wird eine Mischung
von Wasserstoff und Kohlenoxid im Verhältnis 2:1 über einen
Kobaltkatalysator geleitet und auf etwa 200 °C erwärmt. Das bei der
katalytischen Spaltung von Glycerin erhaltene Mischungsverhältnis der
beiden Gase kann durch geschickte Auswahl des Pt-Katalysatorsystems
auf den für die Fischer-Tropsch-Synthese geeigneten Wert eingestellt
werden.
Auch die Energiebilanz der gekoppelten Reaktionen
sieht günstig aus: Zur endothermen Spaltung von Glycerin ist ein
Energieaufwand von 350 kJmol -1 erforderlich. Die
Fischer-Tropsch-Synthese ist dagegen eine exotherme Reaktion und
liefert einen Energiebetrag von -412 kJmol-1. In der Summe ergibt sich
also einen Energiegewinn von -62 kJmol-1. |
