Biotreibstoff aus Lignin Dienstag, 15.10.2013

Lignin ist ein Biopolymer, das Bäume und Sträucher in ihre Zellwände einlagern um die Pflanze standfest zu machen. Die vielfach vernetzten Kettenmoleküle bilden 20 bis 30 Prozent der Trockenmasse holziger Pflanzen.

Bei der Papierherstellung fällt es in großen Mengen als Nebenprodukt an, das überwiegend thermisch verwertet wird. Lignin kann zwar bei Temperaturen bis 500°C und Drücken bis 200 bar in einer Säure in kleinere Einheiten zerlegt werden, doch entsteht dabei ein wildes Gemisch zahlloser sauerstoffhaltiger Verbindungen, die sich nur schwer trennen lassen.

Chemiker des Max-Planck-Instituts für Kohlenforschung in Mülheim an der Ruhr haben nun einen effizienten Weg gefunden, die Bestandteile des Biopolymers Lignin einfacher nutzbar zu machen. Dabei werden bei etwa 150°C und 40 bar in Gegenwart von zwei Katalysatoren miteinander gekoppelte Reaktionen durchgeführt, wobei ein einfacher Alkohol den Phenolen über verschiedene Zwischenschritte Sauerstoff entzieht. Dabei wird ein Teil der Ausgangsstoffe vorübergehend hydriert, also mit Wasserstoff versehen. Es entstehen hauptsächlich Kohlenwasserstoffe, vor allem aromatische Verbindungen, die sich leichter sortieren lassen.

Bei den Katalysatoren handelt es sich um gängige Produkte: zum einen Raney-Nickel, ein Pulver, das vor allem poröses Nickel enthält und Wasserstoff an organische Moleküle vermittelt; zum anderen Zeolithe, poröse aluminiumhaltige Silikate, die einem Zwischenprodukt Wasser entziehen.

Auch wenn die Ausbeute der einzelnen Substanzen aus dem Lignin für die Industrie zu gering ist, eignen sich die Produkte doch zumindest, um synthetische Kraftstoffe zu veredeln. Denn sie sind sehr energiereich und müssen für Treibstoffe nicht sortenrein vorliegen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie int. ed.,12. September 2013 veröffentlicht.

Bild: MPI - Mühlheim - Spaltung von Lignin zu Kraftstoff

Erstellt am 6.10.2013