11.2.2004, 15:16 Uhr
Mineralischer "Schwamm" reinigt Kraftstoffe
Bei der Verbrennung von Benzin, Diesel oder Kerosin werden Stickoxide freigesetzt, die Mensch und Umwelt belasten. Mit einer Art mineralischem Schwamm lassen sich die verantwortlichen Substanzen aus den Kraftstoffen entfernen, berichten amerikanische Wissenschaftler im Fachblatt "Angewandte Chemie". Das Verfahren arbeitet bei normalen Drücken und Temperaturen und könnte daher auch Energie sparen helfen.
In Raffinerien geschieht die Entfernung von Stickstoffverbindungen gleichzeitig mit der Entschwefelung. Dabei werden die unliebsamen Verbindungen unter hohem Druck und bei Temperaturen über 300 Grad Celsius mit Wasserstoff umgesetzt. Das Problem: Ein Teil der Stickstoffverbindungen widersetzt sich diesem "Hydrotreating". Dabei handelt es sich um Heterozyklen - Verbindungen, bei denen der Stickstoff Teil eines stabilen Rings ist.
Arturo Hernández-Maldonado und Ralph Yang von der University of Michigan suchten nun nach einer Möglichkeit, die störenden Stickstoffverbindungen aus dem Kraftstoff herauszufischen, statt sie umzuwandeln. Durch Berechnungen und geleitet durch frühere Experimente fanden die Forscher die Lösung in Zeolithen. Diese käfigartig aufgebauten Silikatmineralien besitzen gute Adsorptionseigenschaften und werden beispielsweise als Wasserenthärter in Waschmitteln eingesetzt.
Für ihre Experimente nutzten die Forscher einen mit Kupferionen beladenen Zeolithen. Den Berechnungen zufolge sollten die positiv geladenen Teilchen ideale Andockstellen für Heterozyklen darstellen. Tatsächlich konnte der Kupfer-Zeolith den Stickstoffgehalt von handelsüblichem Diesel von 83 auf unter 0,1 Millionstel Gramm pro Gramm Diesel senken. Der Prozess läuft bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck ab. Und ist die Aufnahmefähigkeit des Adsorbens erschöpft, kann es durch Lösungsmittel oder Wärmebehandlung vollständig regeneriert werden, schreiben die Chemiker.
Forschung: Arturo J. Hernández-Maldonado und Ralph T. Yang, Chemical Engineering Department, University of Michigan, Ann Arbor
Veröffentlicht in Angewandte Chemie, Vol. 116(8), pp 1022-4
WWW:
Homepage Ralph Yang
The Zeolite Group of Minerals
Hydrotreating
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