Methanol ist derzeit eine der bedeutendsten Plattformchemikalien. Experten gehen davon aus, dass seine Bedeutung und seine Verwendung als grüner Wasserstoffträger, nachhaltiger Kraftstoff und Plattformchemikalie für den Übergang zu grünen Chemikalien erheblich zunehmen wird. Methanol kann einfach transportiert und gelagert werden. Die heutige Methanol Produktion erfolgt durch Reformierung von fossilem Erdgas zu Synthesegas (CO und H2) als Ausgangsstoff für die Hydrierungsreaktion zu Methanol. Die Umstellung auf CO2 und Wasserstoff, produziert mit erneuerbaren Energien, und damit die CO2-neutrale Produktion erfordert eine Anpassung der verfahrenstechnischen Prozesse und Katalysatoren. Die Kopplung der Methanolherstellung mit der erneuerbaren Stromversorgung erfordert Last- und Teillastflexibilität der Anlagen. Darüber hinaus ist die Thermodynamik der Methanolsynthese eine Herausforderung, da das thermodynamische Gleichgewicht hohe Reaktordrücke oder die Entfernung von Reaktionsprodukten nach dem Prinzip von le-Chatelier erfordert. Letzteres ist aufgrund seiner energetischen Effizienz der Hochdruckvariante vorzuziehen. Dies kann auf mikroskopischer Ebene erreicht werden, indem dem Katalysatorbett Adsorbenzien hinzugefügt werden, die selektiv für Wasser sind.
Das WP5 im Rahmen von reFuel.ch hat die Aufgabe die Methanolproduktion diesen alternativen Ansatz zum Demonstrations-Massstab zu entwickeln. Im Detail verfolgt das Projekt folgende Ziele:
- Untersuchung der besten sorptionsgestützten katalytischen Ansätze für eine effiziente Methanolsynthese aus CO2, die einen hohen Umsatz pro Durchgang und eine hohe Selektivität anstrebt
- Entwicklung eines selektiven, stabilen und wirtschaftlichen Katalysatorsystems
- Entwurf eines Reaktors und Prozesses für einen flexiblen Betrieb
- Demonstration des sorptionsverstärkten Reaktorsystems im Labormassstab