Treibstoffentwicklung: Metallfasern entschwefeln Rohöl

Fasern aus Zink-Titanat binden Schwefel-Wasserstoffe bei der Herstellung von Benzin. Die einfache Durchführbarkeit des Verfahrens verbessert die Energiebilanz von Erdöl und senkt dessen Aufbereitungskosten.

Bevor aus Rohöl Benzin wird, muss es entschwefelt werden. Geschieht dies nicht, würde der Schwefel Schäden am Motor und dem Katalysator verursachen. Zudem würden bei der Verbrennung des Treibstoffs zusätzliche Schadstoffe ausgestoßen werden. Derzeitige Verfahren zur Entschwefelung sind jedoch schwerfällig und erfordern einen hohen Energieeinsatz. Beispielsweise muss das Öl dabei mehrmals erhitzt und wieder abgekühlt werden.

Weniger Aufwand verspricht ein von Mark Shannon und Prashant Jain entwickeltes Entschwefelungsverfahren. Die Wissenschaftler der University of Illinois nutzen dafür Nano-Fasern aus Zink-Titanat. Zu einem engmaschigen Netz gewoben, bietet die Legierung eine große Oberfläche, um Schwefel aufzunehmen. Die Netz-Form verleiht dem Zink-Titanat zudem eine hohe Reaktivität. Auch nach mehreren Reinigungsprozessen weist das Material kaum Verschleiß auf. „Unsere Nano-Fasern verklumpen nicht”, erklärt Jain einen weiteren Vorteil der Methode.

Das Rohöl wird zunächst erhitzt. Dadurch setzt sich der Schwefel auf der Gitter-Oberfläche ab. „Unter Betriebsbedingungen wachsen auf den Fasern Nano-Verzweigungen, die die Oberfläche während des Vorgangs vergrößern”, sagt Jain. Die Bedingungen, unter denen die Reinigung stattfindet verbessern sich daher mit zunehmender Prozessdauer. Anders als bei bisher angewandten Methoden muss das Öl nur einmal erhitzt werden. Energiekosten werden eingespart.

Vorherige Versuche, Erdöl mit Hilfe von Metalllegierungen zu reinigen, wiesen deutliche Schwächen auf. Anders als Zink-Titanat verloren andere Materialien schon nach wenigen Reinigungszylen an Reaktivität oder wiesen Beschädigungen auf. Das Material hätte also ständig ersetzt werden müssen. „Unsere Faser-Struktur passt sich jeder Temperaturänderung an, ohne dass das Material dabei zerfällt”, so Jain weiter.

Im nächsten Schritt soll herausgefunden werden, was das Material so effektiv macht. Eine Analyse der molekularen Struktur verspricht noch „effizientere Absorbtions-Materialien“. Für die Zukunft hält Jain eine Anwendung der Technik bei der Filterung von giftigen Gasen oder als Katalysator bei erneuerbaren Energien für denkbar.

Kommentare

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  1. Johann Haas sagt:

    Wäre für uns zur Entschwefelung von Motor-Altöl interessant – gibt es eine Möglichkeit für einen Kleinversuch solche Fasern zu bekommen? Natürlich wären auch Hinweise über die Verweildauer und Temperaturen hilfreich. Noch besser wäre eine Zusammenarbeit mit bisherigen Entwicklung. Wir können die Abscheidung mittels Zentrifuge aus dem Öl trennen.

    Haas

    • Peter Ernst sagt:

      Hallo Herr Haas, Hallo Herr Fresner,

      Aktiv-Schwefel kann auch mit Kupfer aus Öl entfernt werden.
      Der Elementarschwefel, unverzichtbar für die Schmiereigenschaft des Öls und die dem Öl zugesetzten Additive werden bei dem relativ neuen und patentierten Verfahren nicht geschädigt.

      5 Anlagen im Produktionsbetrieb bestätigen dies.

      Für einen Kleinversuch ist ein 1 Liter (Aktiv-) schwefelbelastetes Öl ausreichend.

  2. Johannes Fresner sagt:

    Entschwefelung von Altöl wäre unser Thema, wären da Versuche machbar? bur