Book/Dissertation / PhD Thesis

FZJ-2026-03919

http://join2-wiki.gsi.de/foswiki/pub/Main/Artwork/join2_logo100x88.png Synthese und Bewertung hochaktiver Katalysatoren zur Herstellung höherer Alkohole aus Methanol als Kraftstoff

Häusler, J. (Corresponding author)FZJ*

2026
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag Jülich
ISBN: 978-3-95806-963-3

This record in other databases:  

Please use a persistent id in citations: doi:10.34734/FZJ-2026-03919

Abstract: Der Individualverkehr mit PKW ist ein wichtiger Bestandteil der deutschen Wirtschaft. Als Treibstoffe werden Kohlenwasserstoffe auf Erdölbasis verwendet, die bei der Verbrennung in Motoren neben anderen Abgasen Kohlenstoffdioxid erzeugen. Der Verkehrssektor trägt daheretwa 27% zum CO2-Ausstoß in Deutschland bei und muss diesen Anteil bis 2055 auf 0% reduzieren. Da eine vollständige Elektrifizierung des Verkehrssektors bis dahin nicht realistisch umgesetzt werden kann, werden Kraftstoffe entwickelt, die aus »regenerativer« Energiehergestellt werden und den Kohlenstoffkreislauf schließen, indem CO2 aus der Atmosphäre oder Abgasströmen abgetrennt und in Kraftstoffe umgewandelt wird. Methanol hat sich als Plattformchemikalie etabliert. Es existiert jedoch kein kommerzieller Prozess, der einenKraftstoff für Ottomotoren liefert. Das Ziel dieser Arbeit ist es daher, die Frage zu beantworten, wie höhere Alkohole aus Methanol durch eine kohlenstoffeffiziente Synthese hergestellt werden können. In dieser Arbeit wird Methanol und Ethanol mittels der Guerbet-Reaktion zu i-Butanol umgesetzt. Der Fokus liegt dabei auf i-Butanol aufgrund seiner Verwendung als Kraftstoff und als Ausgangsstoff in der Polymerindustrie. Da die Rentabilität des Prozesses unter anderem von der Aktivität des Katalysators abhängt, wurde der Zusammenhang zwischen der katalytischen Aktivität des Aktivmetalls und seinen physikalisch-chemischen Eigenschaften untersucht. Dazu wurden monometallische Übergangsmetallkatalysatoren mittels Röntgendiffraktometrie (XRD), Adsorbtionsisotherme nach Brunauer, Emmett, Teller (BET), Transmissions-Elektronenmikroskopie (TEM) und H2-Chemisorption charakterisiert und ihre katalytische Aktivität bestimmt. Es wurde festgestellt, dass die katalytische Aktivität in Form der Wechselzahl (engl.: turnover frequency) (TOF) eine Vulkan-Kurve ergibt, wenn sie gegen das d-Band-Zentrum der Übergangsmetalle aufgetragen wird. Pt/C als Katalysator erreichte die höchste Aktivität, zeigte jedoch eine schnelle Deaktivierung abhängig von der Reaktionstemperatur. Basierend auf diesen Erkenntnissen wurden bimetallische Katalysatoren Cu99Ni1/C, Cu99Fe1/C, Ni99Pt1/C, Fe99Pt1/C und Fe99Pd1/C hergestellt, charakterisiert und ihre katalytische Aktivität bestimmt. Ni99Pt1/C erreichte die höchste Ausbeute an i–Butanol und zeigte keine Deaktivierung im Versuchszeitraum. Darauf aufbauend wurde der Katalysator durch Variation der Beladung und des Verhältnisses von Nickel zu Platin optimiert. Dadurch war es möglich, eine hoch selektive Synthese von i-Butanol mit einem 10%Ni95Pt5@C-Katalysator bei 165 ◦C mit einer Selektivität von 97.79% und einer Ausbeute von 12.41% innerhalb von 4 h zu erreichen.

Note: Dissertation, RWTH Aachen University, 2026

---

Contributing Institute(s):

1. Elektrochemische Verfahrenstechnik (IET-4)

Research Program(s):

1. 899 - ohne Topic (POF4-899) (POF4-899)

Appears in the scientific report 2026

---

Database coverage:
;

---