Methanol, een stof voor de toekomst

Methanol is bij kamertemperatuur een kleurloze en vluchtige vloeistof. De formule, CH₃OH, laat zien dat methanol het eenvoudigste vloeistof uit de alcohol-familie is. In tegenstelling tot ethanol, het alcohol dat wordt gebruikt in alcoholhoudende dranken, is methanol zeer giftig.

Methanol wordt hoofdzakelijk gebruikt in de chemische industrie. Door haar eenvoud is dit alcohol een veelgebruikte grondstof voor vele verschillende toepassingen. In combinatie met andere grondstoffen kan methanol worden omgezet in onder andere azijnzuur en formaldehyde, een stof die in verschillende industrieën een belangrijke rol speelt. Methanol wordt daarnaast ingezet bij de productie van biodiesel.

Hoe ontstaat methanol?

Methanol ontstaat op natuurlijke wijze bij de vergisting van vijfwaardige suikers (pentosen). Het is echter ook mogelijk om methanol op synthetische wijze te produceren uit andere chemische stoffen of uit steenkool, biomassa en aardgas. In dat laatste geval wordt het methanol gewonnen uit een reactie tussen aardgas en stoom. Hierbij wordt voornamelijk het gas methaan gebruikt. Deze koolwaterstof kan onder de juiste behandeling met waterstofgas worden omgezet in methanol en water. Na het wegfilteren van het water en eventuele andere bijproducten blijft zuiver methanol over.

Om het proces van methanolwinning te verduurzamen worden verschillende alternatieve methoden onderzocht. Zo werd in het verleden gekeken of zonlicht een rol kan spelen in dit proces en of het mogelijk is om de grondstoffen van methanol te verkrijgen uit de lucht. Zodra dit op grote schaal kan worden toegepast, is het mogelijk om renewable methanol te produceren. Ook kan methanol worden gewonnen uit reststoffen van andere chemische processen, wat een belangrijke stap kan zijn in de overgang naar een circulaire economie.

Toepassingen van methanol

Methanol kan voor verschillende toepassingen worden gebruikt. Zo is het een uitstekend oplosmiddel en vormt het de basis voor vele chemische processen. Om ethanol als brandstof te vrijwaren van de accijns op consumentenalcohol, wordt een kleine hoeveelheid methanol toegevoegd aan spiritus. Spiritus is hierdoor ongeschikt voor menselijke consumptie dus hoeft er geen accijns bovenop de prijs worden berekend. Om methanolvergiftiging te voorkomen bij mensen die het toch proberen te drinken wordt er tevens een braakmiddel toegevoegd. Vergiftiging door methanol komt geregeld voor; bij onvakkundige bereiding van consumentenalcohol kan methanol ontstaan.

Methanol als brandstof

Belangrijke nog is dat methanol kan dienen als brandstof. Dit kan in pure vorm of gemengd met andere brandstoffen. Daarnaast geniet methanol vaak de voorkeur boven waterstof, omdat methanol eenvoudiger en veiliger kan worden vervoerd en opgeslagen. Een nadeel van methanol is echter dat deze stof minder vluchtig is dan waterstof en op lagere temperaturen ontbrandt, wat het bij kou lastig kan maken om een motor te starten. Ook is de hoeveelheid energie die bij de verbranding van methanol vrijkomt kleiner dan bij waterstof, waardoor er een grotere hoeveelheid methanol nodig zal zijn om hetzelfde vermogen te realiseren.

Een ander groot nadeel is dat de motor sneller slijt, doordat de verbranding van methanol resulteert in verschillende zure bijproducten. Deze tasten de motor aan. Dit kan worden verholpen door neutraliserende additieven toe te voegen of door de motor te voorzien van een coating die aantasting voorkomt.

In onder andere de scheepvaart wordt methanol soms al als brandstof toegepast. Een nadeel is dat dit wel aanpassing van de motor vereist. Een belangrijk voordeel van methanol ten opzichte van reguliere brandstoffen is dat de uitstoot van fijnstof, zwavel en NOx significant lager is. Dit komt doordat methanol vollediger verbrandt dan bijvoorbeeld gasolie. De mogelijkheden van methanol in verbrandingsmotoren worden steeds verder onderzocht. Met name China houdt zich hiermee bezig. Methanol wordt hier al bijgemengd in de brandstoffen aangeboden aan particulieren. Hierbij kan worden gekozen uit 5, 10, 15, 85 of 100% methanol.

Renewable methanol

Aangezien methanol kan worden gewonnen uit biomassa, kan methanol als hernieuwbare energiebron bijdragen aan het behalen van verschillende klimaatdoelstellingen. Kiest men ervoor om methanol te winnen uit organische afvalstoffen, dan geldt het tevens als duurzame energiebron. Methanol speelt een belangrijke rol bij het produceren van biodiesel. Deze biobrandstof wordt tevens gewonnen uit biomassa, maar vereist een chemische behandeling met methanol of ethanol om in diesel om te worden gezet. Methanol is dan ook een belangrijke schakel binnen de energietransitie.

Ook de inzetbaarheid van methanol zelf als hoofdbrandstof wordt onderzocht. Gezien het tempo waarop fossiele energiebronnen opraken is het essentieel om alternatieven zoals bio-methanol te onderzoeken. Er zijn al bedrijven die zich bezighouden met de productie van bio-methanol, ofwel renewable methanol. Bio-methanol wordt gewonnen uit biogas dat vrijkomt in biovergisters. Bij het deze methode blijft waterstof over, wat door middel van CO₂-injectie weer omgezet kan worden in methanol. Zo worden alle stoffen in deze keten nuttig gebruikt.

Elektriciteit uit methanol

In brandstofcellen kan methanol reeds worden omgezet in elektriciteit. Dit gebeurt in een Direct Methanol Fuel Cell, ofwel DMFC. De efficiëntie van dit proces is op dit moment nog laag, wat methanolbrandstofcellen, al dan niet in combinatie met elektromotoren, nog ongeschikt maakt als vervanging van brandstofmotoren. Voor kleinere voertuigen en andere toepassingen met een lage energiebehoefte is een DMFC al wel geschikt. Een groot voordeel van DMFC’s is dat ze een grote hoeveelheid energie in een relatief kleine ruimte kunnen opslaan. Echter, doordat het water dat een DMFC gebruikt tijdens het genereren van de energie constant gerecycled wordt en door de energie die verloren gaat tijdens het verwijderen van CO₂­, zijn DMFCs weinig efficiënt.

Ga het gesprek aan

Bredenoord zet zich al jaren in op het gebied van onderzoek naar duurzame alternatieven voor fossiele brandstof en het verlagen van uitstoot. Ook de mogelijkheden van methanol worden volop onderzocht. Benieuwd wat we op dit gebied doen of geïnteresseerd in een samenwerking? Neem gerust contact met ons op.