patentvista logo


homepagina > octrooi en industrie > alternatieve brandstoffen, methanol, ethanol, waterstof en aardgas

sitenavigatie

alternatieve brandstoffen


Het dreigend tekort aan olie heeft veel onderzoek geïnitieerd naar de mogelijkheid om benzine geheel of gedeeltelijk te vervangen door andere brandstoffen. De aandacht heeft zich vooral gericht op methanol en ethanol, waterstof en aardgas als brandstof voor gebruik in verbrandingsmotoren (Otto- en Dieselmotoren). Methanol en ethanol kunnen in pure vorm of als bijmenging bij benzine als alternatieve brandstof gebruikt worden. Aardgas en waterstof worden in pure vorm als brandstof gebruikt.

Bepaalde brandstofcellen maken ook gebruik van methanol als reactievloeistof voor het opwekken van electrische energie. Lees hier verder over brandstofcellen.

Kernenergie en kernfusie behoren ook tot de alternatieve brandstoffen hoewel de toepassing van kernenergie geheel anders is en ook de veiligheidsaspecten bij toepassing een doorslaggevende rol spelen. Lees hier meer over kernenergie.

Alternatieve brandstoffen staan al heel lang in de belangstelling, veel langer dan de meeste mensen denken. Een kleine greep uit de oude wetenschappelijke literatuur spreekt voor zichzelf.

titelbron
Alcohol fuels program plan Washington, US Dept. of Energy, 1978
The use of gasohol J.E. Berger in: Ecolibrium, 1979
Les energies nouvelles et l'automobile de demain Ch. Deutsch a.o. in: Petrole et Techniques, 1979
Gasoline does, too, mix with alcohol W.A. Scheller en B.J. Mohr in: Chemical Technology, 1977

een paar voordelen van alternatieve brandstoffen
De voordelen van alternatieve brandstoffen zijn legio. In de eerste plaats reduceert het de uitstoot van CO2 wat uiteraard op dit moment de allerhoogste prioriteit heeft.

Alcoholen als alternatieve brandstof kunnen overal geproduceerd worden en de aanwezigheid van olie is niet meer vereist. Alcoholen als motorbrandstof geven onafhankelijkheid!

Door verminderde olie-importen heeft het gebruik van alternatieve brandstoffen een gunstig effect op de betalingsbalans. Dit geldt uiteraard alleen wanneer de grondstoffen in eigen land geproduceerd kunnen worden.

enkele nadelen van alternatieve brandstoffen
Een van de nadelen van methanol en ethanol is het potentiele veiligheidsrisico dat ze hebben tijdens de distributie. Een ander nadeel is dat de productie voldoende grondstoffen vereist. Nederland is klein en heeft te weinig landbouwgronden ter beschikking en nog ernstiger, de aardgasreserves nemen af.

Tot zover deze beperkte inleiding in alternatieve brandstoffen.
De volgende paragrafen gaan wat dieper in op de afzonderlijke brandstoffen en besteden ook aandacht aan de kennis erover die in de octrooiliteratuur is neergelegd.

Ga direct naar:

methanol


Methanol of methyl-alcohol is een alternatief voor benzine. De voorstanders wijzen erop dat praktisch ieder koolstofhoudend materiaal, zoals steenkool, organisch afval en hout, als grondstof kan dienen voor synthesegas waaruit methanol gewonnen kan worden. Methanol komt zelden vrij in de natuur voor hoewel veel plantaardige olieën methyl-esters bevatten. Al heel lang is methanol geproduceerd met hout als grondstof, daarom sprak men ook wel van 'hout-alcohol'.

Tegenwoordig is aardgas de belangrijkste grondstof voor de productie van methanol. Er is al veel ervaring met methanol opgedaan in de autoracerij en er zijn Duitse publicaties bekend uit 1890 die experimenten met methanol als motorbrandstof beschrijven. Ook in de Verenigde Staten is al in het begin van de vorige eeuw aandacht voor methanol. Het Department of Agriculture beschrijft in 1907 het gebruik van alcohol als brandstof voor landbouwwerktuigen.

De populariteit van methanol als alternatieve brandstof is sterk teruggelopen. Over het algemeen vindt methanol nog wel toepassing in brandstofcellen en niet meer als bijmenging bij benzine. De giftigheid van methanol is hoog en ook de grondstof - voornamelijk aardgas - is een fossiele brandstof die (in Nederland) uitgeput raakt.

methanol in de octrooiliteratuur

De grafiek geeft het aantal octrooipublicaties weer met betrekking tot methanol fuelcells (n=4147) en methanol als motorbrandstof (n=663). Vanaf het jaar 2000 stijgt het aantal aanvragen op het gebied van de methanol fuelcells. In 2006 begint het aantal octrooipublicaties te dalen. De aantallen octrooipublicaties op het gebied van methanol als motorbrandstof is over de hele periode beperkt en beweegt mee met de hiervoor aangegeven tendens. Het is te vroeg om al te spreken van een structurele vermindering van belangstelling voor het gehele vakgebied.

Hieronder een paar links naar de recente octrooipublicaties op het gebied van methanol fuelcells:

En twee referenties op het gebied van methanol als alternatieve brandstof in een verbrandingsmotor.

ethanol


Ethanol of ethyl-alcohol ontstaat op natuurlijke wijze door fermentatie van koolhydraten. Er bestaan ook methoden om ethanol op synthetische wijze te produceren. Goede resultaten zijn verkregen door de synthese uit acetyleen. Ethanol wordt vooral geproduceerd voor consumptieve doeleinden maar kan ook als motorbrandstof dienen. Omdat economich rendabele productie van ethanol vooral gebaseerd is op organisch materiaal als grondstof, is het voor Nederland minder interessant. Onze landbouw is hoogwaardig zodat de olieprijzen nog meer zullen moeten stijgen om een economisch rendabele productie van ethanol op basis van landbouwproducten mogelijk te maken. Dit ligt anders in bijvoorbeeld Brazilië en de Verenigde Staten. Daar zijn grote landbouwgebieden beschikbaar zodat de productie van ethanol daar economisch rendabel is.

ethanol in de octrooiliteratuur

waterstof


Waterstof is als raketbrandstof een belangrijke secundaire energiebron. Ook in de chemische procestechnologie is waterstof van essentieel belang. De ruime beschikbaarheid van waterstof - het wordt gemaakt uit water - maakt waterstof tot een potentieel goede vervanger van fossiele- of synthetische koolwaterstoffen.

De belangrijkste problemen schuilen in de aanleg van een distributienetwerk en de opslagmethode in auto's. Er zijn twee opslagmethoden, cryogeen bij -240 graden celsius of in metaalhydriden (brandstofcellen). De laatste methode eist een hoeveelheid van ±130 kg nodig om het equivalalent van 20 liter benzine op te slaan. Ook in Nederland doet men onderzoek naar waterstof als brandstof omdat het thermische rendement ervan hoog is en de schadelijke emissies vrijwel nihil zijn.

waterstof in de octrooiliteratuur

aardgas


De belangrijkste reden om de toepasbaarheid van aardags als motorbrandstof te onderzoeken, is de afhankelijkheid van de Westeuropese economieën (40 tot 60 procent) van olie-importen. Er is ooit uitgerekend dat het Nederlandse wagenpark op slecht 5% van de productie van Slochteren zou kunnen rijden. Zo ver is het nog niet gekomen!

De toepassing van aardgas als motorbrandstof kan op drie manieren, als:

  • Compressed Natural Gas (CNG) in flessen onder een druk van 200 atmosfeer;
  • Liquefied Natural Gas (LNG) opgeslagen in cryogene tanks bij een temperatuur van -170 graden celsius;
  • Methanol, door conversie ontstaat een vloeibare brandstof die puur of als bijmengcomponenet aan benzine kan worden toegevoegd.

De kosten om CNG en LNG geschikt te maken als motorbrandstof zijn nog vrij hoog en ook het verlies aan rendement is een negatieve factor. Vooralsnog lijken methanol en ethanol betere alternatieven.

aardgas in de octrooiliteratuur

terug naar vorige pagina

 

patent vista.nl