Prozess 3: Einstufig mit Strom zu Alkoholen und Säuren

Kurzkettige C1-C4-Alkohole sind die Basischemikalien der chemischen Industrie. So wird der C1-Alkohol Methanol z. B. zu Formaldehyd, Essigsäure, Methyl-tertiär-butylether (MTBE), Methylmethacrylat, Methylchlorid und Methylaminen weiterverarbeitet. Zurzeit gibt es weltweit mehr als 100 kommerziell genutzte Methanolanlagen mit einer Gesamtkapazität von 80 Millionen Tonnen pro Jahr. Daher wurde ein neues einstufiges Hochdruckelektrolyseverfahren entwickelt, mit dem Methanol und C2-C4-Alkohole aus CO2 und Wasser hergestellt werden. Dabei wird nicht CO2 in Wasser gelöst, sondern Wasser unter Druck in überkritischem CO2. Die Innovation besteht darin, dass die Alkohole in nur einem Verfahrensschritt durch direkte Reduktion von CO2 hergestellt werden. Die elektrochemische Reduktion von überkritischem CO2 hat gegenüber der Umsetzung von CO2 in Wasser entscheidende Vorteile wie z. B. die Verschiebung des Phasengleichgewichts und Erzielung höherer Umsätze.

Aus dem Prozess »Einstufig mit hohem Druck« sind folgende innovative Lösungen für industrielle Anwendungen verfügbar:

  • Katalysatorpräparation bis kg-Maßstab
  • Kontinuierliche Elektrodenproduktion bis 50 cm Breite
  • Oberflächenbeschichtung von Elektroden mit katalytisch aktivem Material mittels Sprühverfahren
  • Hochdruckreaktoren für Elektrosynthese (40 ml bis 2 l; 150 bar) inklusive Online-Gaschromatographie
  • Prozess mit hohen CO2-Konversionsraten unter Vermeidung von Wasserstoffbildung