Metanool alternatiivse kütusena (0)

Keemilised omadused

Metanool (CH3OH) on Lihtsaim alkohol , kuuludes alkanolide rivisse. Värvuselt on ta läbipaistev, pisut vänge lõhnaga. Toatemperatuuril on ta vedel, (tihedusega 790kg/). Keemistemperatuur on 64,7 kraadi. Kasutusaladeks on lahustid , antifriis, kütus jm. Lahustina lahustub igas vahekorras hästi veega, samuti teiste alkoholidega. Samuti lahustub bensiinis , õlides ja orgaanilistes ainetes.

Tootmine

Metanooli saab kõige lihtsamini orgaanilist materjali kääritades, triviaalnimetus „puupiiritus“ tulebki nimelt sellest, et üks esimesi viise metanooli toota oli seda puidust destilleerida. Tänapäeval sünteesitakse metanooli katalüütiliselt vesinikust ja süsinikmonooksiidist. Metanooli kasutatakse tööstuses formaldehüüdi, äädikhappe ja muude kemikaalide edasise tootmise algainena.

Metanooli põletamine

Metanooli on võimalik ka põletada, leekpunkt on 9-11 kraadi ja isesüttimistemperatuur umbes 440 kraadi juures. Metanooli leek on läbipaistev ja peaaegu nähtamatu. Järelikult on metanooli võimalik kasutada ka kütusena (kütteväärtus 22.7 MJ/kg). Kütusena kasutamise poolt räägivad suhteliselt vähesed ja ohutud heitegaasid (süsihappegaas, formaldehüüd…) võrreldes muude laialdaselt kasutatavate kütustega. Metanool on ka kergesti biolagunev, olles selle võrra keskkonnasõbralikum, metanooli on võimalik toota ka taastuvatest ressurssidest. (oksüdeerub veeks ja süsihappegaasiks) Kuigi metanooli leeki on raske märgata, on veega kustutamine lihtne, sest segunedes veega lahustub metanool vees ning kaotab oma põlemisvõime. Sama omadus on nõrkuseks kütusena kasutamisel , sest metanool seob ka õhuniiskust ning selle tulemusel langeb ta kütteväärtus.

Mürgisus

Elusorganismidele on metanool väga ohtlik (LD50=5,6 g/kg). Metanool võib organismi sattuda sissejoomise, sissehingamise või naha kaudu. Metanooli mürgituse tulemusel saab kahjustada inimese kesknärvisüsteem, sest maksas olev ensüüm alkoholi dehüdrogenaas lagundab metanooli formaldehüüdiks ja sipelghappeks. ( Sipelghape viib vere PH nii madalaks, et hapnikutransport muutub võimatuks.) Esmalt saab pöördumatult kahjustada nägemine, surma põhjuseks on enamasti hingamise seiskumine. Vastumürgina tuleks kiiresti juua etanooli, sest ta toimib maksas inhibiitorina ja selle tulemusel jääb metanool lagundamata ning väljub neerude kaudu kehast.

Metanooli kütuseelement

Keemilise kütuseelementi tööpõhimõte seisneb selles, et vesiniku või vesinikku sisaldavat ainet (vesi, metanool jne.) juhitakse anoodist läbi membraani ja/või elektrolüüdi, mis laseb läbi vaid positiivsed laengud (H+). Negatiivsed ioonid või elektronid juhitakse läbi alalisvooluahela, toites vahetult elektriseadmeid. Katoodi juures saavad kokku vesinik (H+) ja hapnik (, mis ühinevad veeks. Metanooli kasutades on lisaks produktiks süsihappegaas. Metanooli kasutamisel on miinuseks see, et osa metanoolist liigub läbi membraani katoodi poole ning selle võrra langeb kütuseelemendi efektiivsus. Samuti on säärases kütuseelemendis kasutatavad materjalid kallid või paljud membraanid on alles arenduse faasis. Hetkel toodab keskmine vesinik-hapnik kütuseelement 1-1,5V voolu 25 kraadi juures.

Metanool mootorikütusena

Metanooli on võimalik kasutada ka sisepõlemismootorite käitamiseks ning peetakse loodussõbralikumaks alternatiiviks (eelnimetatud põhjustel). Metanooli kütteväärtus on küll poole väiksem bensiinist, (ca. 40-41 MJ/kg) ja diislist (ca. 45 MJ/kg) kuid ottomootorite puhul on täheldatav kuni 10% jõudluse tõus. Samas kulub metanooli mootorikütusena umbes 50% rohkem. Eriti sobib metanool üleslaadimisega mootorites kasutamiseks. Madala tsetaanarvu tõttu pole metanooli ilma süüte- või hõõgküünla abita võimalik diiselmootorites puhtal kujul kasutada. Mõlemat tüüpi mootorites võib kasutada ka vastava kütuse ja metanooli segusid..
Metanooli baasil või metanooliga segades on võimalik luua samuti mootorikütuseid. Bensiinis olles tõstab metanool kütuse oktaanarvu ning muudab selle seetõttu stabiilsemaks. Metanooli kasutatakse ka seetõttu vahel tavakütuses lisandina. Diiselkütuse puhul alandab metanool kütuse leekpunkti, parandades seeläbi kütuse põlemisomadusi.

Kütused Diiselmootoritele:

• Dimetüüleeter gaas - Diiselmootorites kasutatav kütus, mis ei vaja peale gaasiseadme suuri ümberehitusi. Gaas tekib näiteks kõrvalproduktina metanooli tootmisel ning seetõttu võib sisaldada väikestes kogustes metanooli ja vett. Kõrvalprodukt on samas kasutatav kütusena, ega jää kasutamata.
  
• Biodiisel taimeõlist - Metanooli kasutatakse biodiisli tootmisel. Toiduõlile metaani lisamisel (reaktsiooni katalüüsib naatriumhüdroksiid) eraldub kõrvalproduktina õlist glütseriin, mis hiljem välja pestakse. Peale destilleerimist saadakse puhas biodiisel, mida võib kasutada harilikus diiselmootoris.
  

Kütused bensiinimootoritele:

• MTG – Metanoolist on võimalik toota kõrge oktaanarvuga mootorikütust.
  

Üldjuhul on eduktiks maagaas, millest metanooli toodetakse. Metanoolist või dimetüüleetrist toodetakse omakorda süsivesinike segu, kasutades tseoliit katalüsaatoreid.

Viited:

https://de.wikipedia.org/wiki/Methanol
https://et.wikipedia.org/wiki/Metanool
http://www.poel-tec.com/kraftstoff/methanol.php
https://de.wikipedia.org/wiki/Brennstoffzelle
https://de.wikipedia.org/wiki/Mobil-Prozess
https://de.wikipedia.org/wiki/Formaldehyd
https://de.wikipedia.org/wiki/Dimethylether
https://et.wikipedia.org/wiki/K%C3%BCtuseelement