Ethanol to Gasoline: Ottokraftstoff aus erneuerbarem Ethanol

Das Vorhaben befasst sich mit der katalytischen Umwandlung von Bioethanol zu Ottokraftstoff (Ethanol-to-Gasoline, EtG). Die EtG-Umsetzung stellt eine aussichtsreiche Route zur Herstellung von erneuerbarem Benzin aus biogenen Rohstoffen dar. Nachhaltiges (Bio-)Ethanol ist in technischem Maßstab verfügbar und wird bereits als Kraftstoffzusatz genutzt (E10). Eine direkte Beimischung zu Ottokraftstoff ist jedoch durch die geringere Energiedichte und den Sauerstoffgehalt des Ethanols limitiert. Die vollständige katalytische Umwandlung zu kohlenwasserstoffbasierten Kraftstoffkomponenten ermöglicht die Herstellung eines drop-in-fähigen Benzins.
Das Vorhaben verfolgt die systematische Entwicklung geeigneter Katalysatoren und Betriebsbedingungen für den EtG-Prozess mit dem Ziel, ein Rohbenzin mit möglichst verzweigten Iso-Paraffinen und einem begrenzen Anteil von C7 und C8-Aromaten zu erzeugen. Durch die Erforschung von Katalysatoren mit unterschiedlicher Porenarchitektur und Säurestärke soll insbesondere auch die Bildung mehrfach alkylierter Aromaten unterdrückt werden. Diese gelten als Rußvorläufer bei der motorischen Verbrennung und sind daher im Produktspektrum unerwünscht. Die Katalysator- und Prozessentwicklung erfolgt stufenweise vom pulverförmigen Katalysator im Mikroreaktor über die Formgebung und Extrusion zu technisch einsetzbaren Extrudaten bis zum Betrieb einer Miniplant-Anlage, an der EtG-Benzin im Liter-Maßstab erzeugt und einer eingehenden Kraftstoffanalytik einschließlich Oktanzahlbestimmung unterzogen wird. In Ergänzung dazu werden Mischungen aus Ethanol und Methanol untersucht, um eine breite Feedstock-Kompatibilität für einen resilienten Anlagenbetrieb bei fluktuierender Rohstoffverfügbarkeit zu gewährleisten. Weiterhin sind Konzepte zur Kraftstoffaufarbeitung sowie Strategien zur Katalysatorregeneration Gegenstand des Vorhabens.

IGF-Antrag in Vorbereitung