Biobutanol

(Weitergeleitet von Cellulose-Butanol)
Biobutanol
Struktur von 1-Butanol
Andere Namen

Butanol, 1-Butanol

Kurzbeschreibung Kraftstoff für angepasste Otto-Motoren
Herkunft

biosynthetisch (Biobutanol) beziehungsweise biogen

Charakteristische Bestandteile

1-Butanol (wasserhaltig)

Eigenschaften
Aggregatzustand flüssig
Oktanzahl

96 / 78 (ROZ/MOZ)

Mindestluftbedarf

11,1 (Mol/Mol)

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Als Biobutanol (C4H10O) werden Butanole bezeichnet, die aus Biomasse, wie z. B. Zucker, Stärke, Stroh oder Holz, gewonnen werden. Werden cellulosereiche Rohstoffe wie Stroh oder Holz verwendet, spricht man auch von Cellulose-Butanol. Der Begriff Biobutanol ist ein aus den Begriffen biogen und Butanol gebildetes Kofferwort. Verschiedene Isomere des Butanols, wie z. B. 1-Butanol und Isobutanol, können als Beimischung in Kraftstoffen für Ottomotoren, als reines Butanol oder zusammen mit anderen Alkoholen (z. B. Ethanol) als Biokraftstoff verwendet werden. Butanol hat, im Vergleich zu Ethanol, eine höhere Energiedichte und kann in reiner Form in Ottomotoren genutzt werden.[1] Die Verfahren zur biotechnologischen Produktion von Butanolen befindet sich noch in einer frühen Entwicklungsphase. Ihr Potential wird jedoch groß eingeschätzt.[2][3]

Herstellung

Biobutanol kann durch Fermentation von pflanzlicher, meist zuvor aufbereiteter Biomasse produziert werden. Das wichtigste Edukt ist Zucker (Kohlenhydrate), wie z. B. Saccharose oder Stärke. Am bekanntesten ist hierbei der A.B.E.-Prozess für die Produktion von 1-Butanol, bei dem das Bakterium Clostridium acetobutylicum eingesetzt wird. Chaim Weizmann war der erste, der 1916 dieses Bakterium für die Produktion von Aceton und 1-Butanol aus Stärke nutzte. Butanol war dabei nur ein Nebenprodukt. Weitere Nebenprodukte dieses Verfahrens sind Wasserstoff, Essigsäure, Milchsäure, Propionsäure, Isopropanol und Ethanol. Derzeit befinden sich jedoch auch eine Reihe von anderen Mikroorganismen (z. B. gentechnisch modifizierte Hefen, Escherichia coli,…) in der Entwicklung, die 1-Butanol einfacher und kostengünstiger produzieren können.[4][5] Der Unterschied zur Ethanolproduktion liegt primär in der Fermentation, während die Destillation sehr ähnlich verläuft. Nach Angaben von DuPont können existierende Bioethanol-Anlagen relativ einfach auf die Biobutanol-Produktion umgerüstet werden.[6]

Auch Isobutanol ist ein Nebenprodukt, z. B. im Stoffwechsel von Hefen, und wird dort in geringer Menge beim Abbau der Aminosäure Valin gebildet.

Sowohl die von Clostridien als auch von Hefen gebildeten geringen Mengen bzw. Anteile an Biobutanol reichen normalerweise für eine großtechnische Treibstoffproduktion nicht aus. Durch Optimierung der Stoffwechselprozesse und/oder durch die gentechnische Veränderung bestimmter Mikroorganismen könnte die Ausbeute deutlich erhöht werden.[2][7]

Einzelnachweise

  1. Treibstoff für 20 Cent pro Liter; Wirtschaftswoche; 24. August 2008.
  2. 2,0 2,1 Jens Lubbadeh: Sprit aus Stroh: Mit Superhefe Treibstoff brauen. In: Spiegel Online; 18. August 2008.
  3. Kevin Bullis: Konkurrenz für Ethanol; Technology Review; 14. April 2007.
  4. butalco.com: Biobutanol – Kraftstoff der Zukunft
  5. Alexandra M. Goho: Better Bugs for Making Butanol – Engineered E. coli proves efficient at churning out the biofuel; Technology Review (engl.); 16. Januar 2008.
  6. Partnerschaft für moderne Biokraftstoffe arbeitet an verschiedenen Butanol-Molekülen
  7. Alexandra M. Goho: Bakterien produzieren Butanol; Technology Review; 30. Januar 2008.

Literatur

  • Garabed Antranikian: Angewandte Mikrobiologie, 1. Auflage, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2006, ISBN 3-540-24083-7.
  • Georg Fuchs (Hrsg.): Allgemeine Mikrobiologie, begründet von Hans-Günter Schlegel, 8. Auflage. Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York 2007, ISBN 978-3-13-444608-1.
  • Michael T. Madigan, John M. Martinko, Paul V. Dunlap, David P. Clark: Brock – Biology of Microorganisms, 12. Auflage. Pearson, San Francisco u. a. O. 2009, ISBN 0-321-53615-0.

Weblinks

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