Dimethylether

Dimethylether (DME) ist eine synthetisch hergestellte Alternative zu Diesel für den Einsatz in speziell entwickelten Dieselmotoren mit Selbstzündung. Unter normalen atmosphärischen Bedingungen ist DME ein farbloses Gas. Es wird in großem Umfang in der chemischen Industrie und als Aerosol-Treibmittel verwendet. Dimethylether benötigt einen Druck von etwa 75 Pfund pro Quadratzoll (psi), um in flüssiger Form vorzuliegen. Aus diesem Grund sind die Anforderungen an die Handhabung von DME ähnlich wie die von Propan – beide müssen in unter Druck stehenden Lagertanks bei Umgebungstemperatur aufbewahrt werden.

Die Verwendung von DME in Fahrzeugen erfordert einen Selbstzündungsmotor mit einem speziell für den Betrieb mit DME entwickelten Kraftstoffsystem. Eine Reihe von DME-Fahrzeugdemonstrationen wurden in Europa und Nordamerika durchgeführt, darunter eine, bei der ein Kunde 10 Fahrzeuge über 750.000 Meilen betrieben hat.

Produktion

Obwohl Dimethylether aus Biomasse, Methanol und fossilen Brennstoffen hergestellt werden kann, ist das wahrscheinliche Ausgangsmaterial der Wahl für die großtechnische DME-Produktion in den Vereinigten Staaten Erdgas. DME kann direkt aus Synthesegas hergestellt werden, das aus Erdgas, Kohle oder Biomasse gewonnen wird. Es kann auch indirekt aus Methanol über eine Dehydrierungsreaktion hergestellt werden. DME ist in den Vereinigten Staaten nicht kommerziell erhältlich.

Vorteile

Dimethylether hat mehrere Kraftstoffeigenschaften, die es für den Einsatz in Dieselmotoren attraktiv machen. Es hat eine sehr hohe Cetanzahl, die ein Maß für die Zündwilligkeit des Kraftstoffs in Selbstzündungsmotoren ist. Die Energieeffizienz und die Leistungswerte von DME und Dieselmotoren sind praktisch gleich.

Durch das Fehlen von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen können bei der Verwendung von DME als Alternative zu Diesel die Partikelemissionen praktisch eliminiert werden, was den Einsatz von teuren Dieselpartikelfiltern überflüssig machen kann. Allerdings hat DME eine halb so hohe Energiedichte wie Dieselkraftstoff und erfordert einen doppelt so großen Kraftstofftank wie Diesel.

Forschung und Entwicklung

Im Jahr 2013 haben die Pennsylvania State University, Volvo und das Oak Ridge National Laboratory Feldtests mit einem Prototyp eines DME-Lkw durchgeführt. Der Schwerlastkraftwagen zeigte unter realen Fahrbedingungen eine gute Leistung und erreichte eine vergleichbare Effizienz wie ein herkömmlicher Diesel-Lkw. Die Testergebnisse wiesen darauf hin, dass die Feinstaub-Emissionsnormen ohne den Einsatz eines Dieselpartikelfilters erfüllt werden können. Wie bei konventionellen Dieselfahrzeugen kann die Reduzierung der Stickoxidemissionen (NOx) mit Standard-NOx-Nachbehandlungssystemen erfolgen. Alternativ kann der Motor so kalibriert werden, dass ein solches System nicht erforderlich ist, was jedoch den Wirkungsgrad verringert.

Weitere Informationen

Mehr über Dimethylether erfahren Sie unter den folgenden Links. Das Alternative Fuels Data Center (AFDC) und das U.S. Department of Energy empfehlen oder unterstützen diese Firmen nicht unbedingt (siehe Disclaimer).

• Process Design and Economics for the Conversion of Lignocellulosic Biomass to Hydrocarbons via Indirect Liquefaction: Thermochemical Research Pathway to High-Octane Gasoline Blendstock Through Methanol/Dimethyl Ether Intermediates
• Emissions and Performance Benchmarking of a Prototype Dimethyl Ether-Fueled Heavy-Duty Truck
• California Dimethyl Ether Multimedia Evaluation: Final Tier I Report

Das AFDC bietet auch eine Publikationssuche für weitere Informationen.