Das Ziel der Promotion ist die Untersuchung eines neuen, innovativen und effizienten Verfahrens zur Herstellung von Oxymethylenethern (OME) zur Senkung der Gestehungskosten.

OME weisen sehr dieselähnliche Verbrennungseigenschaften auf und können aufgrund des strukturellen Aufbaus wesentlich sauberer verbrannt werden als Diesel, was zu einer Senkung der Partikelemissionen und mit heutiger Abgasnachbehandlung zu einer Senkung der NOx-Emissionen führen kann (siehe http://www.pr.uni-freiburg.de/pm/online-magazin/forschen-und-entdecken/sauber-tanken). Zudem können OME ohne umfangreiche Anpassungen des Verbrennungssystems bereits in heutigen Dieselmotoren eingesetzt werden (aufgrund guter Lösungseigenschaften sind dabei hauptsächlich Dichtungsmaterialien auszutauschen). Neben dem Einsatz als Diesel-Kraftstoff werden OME momentan als Ersatzkraftstoff für Methanol-Brennstoffzellen (MeOH) untersucht und können als Lösungsmittel eingesetzt werden. Zudem konnten mit verschiedenen OME positive Ergebnisse zur Löslichkeit von CO2 aufgezeigt werden. Durch die nicht-toxischen Eigenschaften von OME könnten kritische Lösungsmittel ersetzt werden.

Die Molekularstruktur von OMEn (CH3-O-(CH2-O)n-CH3) enthält n monomere Formaldehyd-Gruppen (-(CH2-O)n-) (FA) und an den Enden jeweils eine Methylgruppe. Für die unterschiedlichen Einsatzgebiete können die Eigenschaften somit durch die Einstellung der Anzahl an FA-Gruppen angepasst werden. Sehr dieselähnliche Eigenschaften kann man mit einem Gemisch aus OME3-5 erreichen.

Es existieren bereits mehrere Verfahren zur Herstellung von OME und in China wurde bereits eine Anlage mit etwa 40 000 Jahrestonnen OME3-8 realisiert. Das in China realisierte Verfahren besitzt aufgrund der langen Prozesskette jedoch noch Potential zur Steigerung des Wirkungsgrades. Die meisten Verfahren starten mit MeOH als Ausgangsstoff und beinhalten entweder eine umfangreiche Eduktaufbereitung (bspw. die Synthese aus OME1 und Trioxan) oder eine Vielzahl an Nebenprodukten (bspw. die Synthese aus MeOH und FA).

Das im Zuge der Promotion untersuchte Verfahren weist dabei das Potential auf energetisch effizienter zu sein als Alternativverfahren. Um das Potential aufzuzeigen wird der gesamte Prozess vorerst in eine Prozesssimulationssoftware implementiert, was die Möglichkeit bietet das Verfahren direkt mit alternativen Prozessen zu vergleichen, auch hinsichtlich der Gestehungskosten. Im Anschluss daran sollen die hinterlegten thermodynamischen Modelle experimentell validiert und Parameter ggf. angepasst werden. Langfristiges Ziel ist es eine kontinuierliche Anlage zur Herstellung von OME>3 auszulegen.