Die meisten Eiweißstoffe enthalten Schwefel, so ist auch der fossile Brennstoff Erdöl mit etwa einem Gewichtsprozent Schwefelverbindungen verunreinigt. Deren Verbrennungsprodukte sind die wichtigste Ursache des sauren Regens, außerdem zerstört Schwefel Katalysatoren. Deshalb werden die Schwefelbestandteile mit aufwändigen Verfahren aus den Kraftstoff entfernt. Derzeit geschieht das vor allem, indem man den Diesel mit Wasserstoff hydriert, erläutert Professor Andreas Jess vom Lehrstuhl für Chemische Verfahrenstechnik der Universität Bayreuth: "Nach dem Stand der Technik muss man etwa bei einer Temperatur von 350 Grad arbeiten. Man braucht einen hohen Wasserstoffdruck von 50 Bar, also sehr viel Wasserstoff, und große Reaktoren, denn das Ganze funktioniert nur, wenn man entsprechende Katalysatoren einsetzt." Etwa 90 Prozent des Schwefels lassen sich so abtrennen. Wollte man mit diesem Verfahren 99 Prozent entfernen, wie es in drei Jahren vorgeschrieben sein wird, so wird es noch wesentlich aufwändiger. Gemeinsam mit Fachkollegen aus Aachen hat Andreas Jess deshalb eine Alternative entwickelt, die Entschwefelung mit so genannten ionischen Flüssigkeiten: "Eine typische Ionen-Verbindung ist das Kochsalz. Es besteht aus positiv geladenen Natrium- und negativen Chlorid-Ionen. Durch die starke Wechselwirkung wird das Kochsalz erst bei 800 Grad flüssig - das ist sehr typisch für Ionen-Verbindungen. Wenn man sehr spezifische Ionenpaare wählt, aus zum Teil relativ komplizierten Molekülen, dann erhält man aber eine Ionen-Verbindung, die bei Raumtemperatur flüssig ist."
Man kann sich eine ionische Flüssigkeit also vorstellen wie eine Salzschmelze bei Raumtemperatur. Alles, was chemisch ähnlich aufgebaut ist wie ein Salz, löst sich in einer solchen Flüssigkeit. Zum Beispiel die Schwefelverbindungen im Dieselkraftstoff, sagt Jess: "Man gibt die ionische Flüssigkeit mit dem Dieselöl zusammen, mischt intensiv und erhält anschließend zwei getrennte Phasen, weil die ionische Flüssigkeit und das Dieselöl nicht mischbar sind. In der einen Phase befindet sich das Dieselöl mit entsprechend weniger Schwefel, auf der anderen Seite haben wir die ionische Flüssigkeit. Die ionische Flüssigkeit ist beladen mit Schwefelverbindungen und das Dieselöl gereinigt." Nach mehreren Durchgängen kommt man so bis auf die geforderten Grenzwerte. Die ionische Flüssigkeit selbst lässt sich wieder entschwefeln, um beispielsweise Schwefelsäure für die chemische Industrie zu gewinnen. Noch sind die Forscher in Aachen und Bayreuth dabei, die ionischen Flüssigkeiten und den Prozess für den Einsatz in Raffinerien zu optimieren. Doch schon bald dürfte das Verfahren der bisherigen Entschwefelungstechnik Konkurrenz machen.
[Quelle: Hellmuth Nordwig]
Man kann sich eine ionische Flüssigkeit also vorstellen wie eine Salzschmelze bei Raumtemperatur. Alles, was chemisch ähnlich aufgebaut ist wie ein Salz, löst sich in einer solchen Flüssigkeit. Zum Beispiel die Schwefelverbindungen im Dieselkraftstoff, sagt Jess: "Man gibt die ionische Flüssigkeit mit dem Dieselöl zusammen, mischt intensiv und erhält anschließend zwei getrennte Phasen, weil die ionische Flüssigkeit und das Dieselöl nicht mischbar sind. In der einen Phase befindet sich das Dieselöl mit entsprechend weniger Schwefel, auf der anderen Seite haben wir die ionische Flüssigkeit. Die ionische Flüssigkeit ist beladen mit Schwefelverbindungen und das Dieselöl gereinigt." Nach mehreren Durchgängen kommt man so bis auf die geforderten Grenzwerte. Die ionische Flüssigkeit selbst lässt sich wieder entschwefeln, um beispielsweise Schwefelsäure für die chemische Industrie zu gewinnen. Noch sind die Forscher in Aachen und Bayreuth dabei, die ionischen Flüssigkeiten und den Prozess für den Einsatz in Raffinerien zu optimieren. Doch schon bald dürfte das Verfahren der bisherigen Entschwefelungstechnik Konkurrenz machen.
[Quelle: Hellmuth Nordwig]