TUM инновирует производство углеродного волокна, используя галофильные водоросли для захвата CO2

Исследователи Технического университета Мюнхена (TUM, Мюнхен, Германия) работают над процессом, использующим галофильные водоросли — водоросли, процветающие в высоких концентрациях соли, — для удаления CO2 из атмосферы и последующего производства углеродного волокна.

По словам Томаса Брюка, возглавляющего проект вместе с командой Центра выращивания водорослей TUM, процесс превращает атмосферный CO2 в биомассу — органический материал, используемый как возобновляемый источник энергии, а затем в водорослевое масло. Водорослевое масло производится фазой истощения питательных веществ, когда азот ограничен в среде выращивания, запуская накопление липидов.

«Затем мы гидролизуем водорослевое масло, чтобы фактически расщепить свободные жирные кислоты от глицериновой основы», — объясняет Брюк. Жирные кислоты затем используются для производства биотоплива, химикатов для смазочной промышленности или термопластиков. Остаточный глицерин превращается в акрилонитрил, который полимеризуется в полиакрилонитрил (ПАН) — предшественник примерно 90% современного производства углеродного волокна.

Пока ПАН-предшественник может быть пиролизирован стандартными средствами, TUM также разработала процесс пиролиза, который углефицирует ПАН-волокна с использованием параболических солнечных рефлекторов — кривых солнечных зеркал — для получения углеродных волокон CO2-нейтральным способом.

«Мы проводим пиролиз в фокусированных стеклянных трубках в центре этих зеркал», — говорит Брюк. «Там можно генерировать температуры до 3000 °C, и с этой технологией вы полностью свободны от выбросов и также дешевле, потому что используете солнечный свет».

По словам Брюка, углеродное волокно, созданное на основе ПАН из водорослей, имеет тот же химический состав, что и классические углеродные волокна, используемые сегодня, и те же физические свойства, что и волокна из нефтяных ресурсов.

«И поскольку мы можем объединить термопластики, которые мы генерируем из жирнокислотной части, с углеродным волокном, мы можем теперь делать 3D-печатаемые композиты на основе углеродного волокна», — говорит Брюк. TUM также сейчас работает с партнёром над разработкой CO2-негативных строительных материалов, таких как гранит, армированный композитами на базе углеродного волокна из водорослей.