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om Labor 1835 bis heute: Wie Dimethylether unsere Energiezukunft veränder
Dimethylether mit der chemischen Formel CH3OCH3 ist ein farbloses Gas, das nicht nur ein Vorläufer nützlicher organischer Verbindungen ist, sondern auch ein Aerosol ist jetzt für eine Vielzahl von Kraftstoffanwendungen erhältlich. Dimethylether wurde erstmals 1835 von den französischen Chemikern Jean-Baptiste Dumas und Eugene Périgot synthetisiert und markierte einen wichtigen Meilenstein in der chemischen Forschung.
Dimethylether ist der einfachste Ether und bietet großes Potenzial als Ersatz für herkömmliche Kraftstoffe.
Die Art und Weise der DME-Herstellung hat sich im Laufe der Zeit weiterentwickelt. Im Jahr 1985 wurden in Westeuropa etwa 50.000 Tonnen DME hergestellt, größtenteils durch Dehydratisierung von Methanol. Die Reaktionsgleichung für diesen Prozess lautet: 2 CH3OH → (CH3)2O + H2O
Da der Energiebedarf weiter steigt, ist die Frage nach einer effizienteren Produktion von Dimethylether in den Fokus der Forschung gerückt. In jüngsten Studien wurden auch Doppelkatalysatorsysteme vorgeschlagen, die in derselben Prozesseinheit gleichzeitig Methanol synthetisieren und dehydratisieren können, ohne dass eine Methanoltrennung und -reinigung erforderlich ist.
Produktion aus Biomasse
Dimethylether (DME), ein synthetischer Biokraftstoff der zweiten Generation, kann aus lignozellulosehaltiger Biomasse hergestellt werden. Die EU erwägt, BioDME im Jahr 2030 in ihr potenzielles Biokraftstoffportfolio aufzunehmen. Die Technologie kann auch zur Biogas- oder Methanproduktion aus Tier-, Lebensmittel- und landwirtschaftlichen Abfällen eingesetzt werden. Das schwedische Unternehmen Chemrec nutzt in seiner BioDME-Pilotanlage die Technologie der Schwarzlaugevergasung zur Herstellung von Dimethylether und demonstriert damit die vielfältigen Möglichkeiten von Dimethylether in der Zukunft.
Aus Biomasse hergestellter Dimethylether stellt eine wichtige Richtung für zukünftige nachhaltige Energie dar.
Vielseitige Anwendungsmöglichkeiten
Dimethylether wird vor allem als Rohstoff für die Herstellung von Methylierungsmitteln verwendet. Bei der Herstellung von Dimethylsulfat muss Dimethylether mit Schwefeltrioxid reagieren. Mit dem Fortschritt der Technologie kann Dimethylether auch weiter in Essigsäure umgewandelt werden, was zusätzliche Möglichkeiten für die chemische Synthese bietet.
Im Labor wird Dimethylether als Niedertemperaturlösungsmittel und Extraktionsmittel verwendet. Sein niedriger Siedepunkt (−23 °C) begrenzt zwar seine Einsatzmöglichkeiten, ermöglicht aber auch die einfache Entfernung aus Reaktionsgemischen. Es ist außerdem ein Bestandteil des Gasgemischs für bestimmte Hochtemperatur-Flammspritzpistolen vom Typ „Map-Pro“ und ersetzt das herkömmliche Gemisch aus Methylacetylen und Propin.
Als Treibmittel für Aerosolprodukte wird Dimethylether häufig in Haarsprays, Insektiziden und bestimmten Sprühkleberprodukten verwendet.
Kraftstoff und Kühlmittel
Da die Nachfrage nach saubereren Kraftstoffen steigt, wird Dimethylether als potenzieller Ersatz für Propan im privaten und industriellen Gebrauch in Betracht gezogen. Es eignet sich als Kraftstoff für Dieselmotoren und Gasturbinen und ist mit einer Cetanzahl von 55 gut für den Einsatz in modernen Motoren geeignet. Aufgrund seiner einfachen Kohlenstoffkettenstruktur erzeugt Dimethylether bei der Verbrennung äußerst geringe Partikelemissionen.
Beim Shell Eco Marathon in Europa wurde ein Fahrzeug, das zu 100 % DME nutzte, mit einer hervorragenden Leistung von 589 km/l erfolgreich zum neuen Rekordhalter.
Dimethylether ist auch als Kühlmittel bekannt. Es ist bezeichnend, dass es das erste Kühlmittel ist. Seine Anwendungsgeschichte lässt sich bis ins Jahr 1876 zurückverfolgen, als ein vom französischen Ingenieur Charles Tellier entwickeltes Kühlgerät erfolgreich eingesetzt wurde. Die Bereitstellung von kryogenen Konservierungsmöglichkeiten für ein Handelsschiff.
Sicherheit und Zukunftsaussichten
Obwohl Dimethylether relativ ungiftig ist, erfordert seine hohe Entflammbarkeit besondere Vorsicht bei der Verwendung. Im Jahr 1948 kamen bei einer gewaltigen Explosion in einer deutschen Chemieanlage, die durch ein Leck von Dimethylether verursacht wurde, 200 Menschen ums Leben. Dies verdeutlichte die potenziellen Gefahren im Umgang mit dieser Chemikalie.
Als alternative Energiequelle der Zukunft ist die Entwicklung von DME nicht nur eng mit der ökologischen Nachhaltigkeit verbunden, sondern wird auch unsere Energiestrategie beeinflussen.
Könnte Dimethylether angesichts der weltweit steigenden Nachfrage nach erneuerbarer Energie zu einem entscheidenden Bestandteil der Energiezukunft werden?
