Исследователи Мюнхенского технического университета исследуют использование водорослей для производства углеродного волокна

Источник | Технический университет Мюнхена

Исследователи из Технического университета Мюнхена (TUM, Мюнхен, Германия) работают над разработкой процесса, в котором для удаления CO ₂ используются галофильные водоросли, водоросли, которые размножаются при высоких концентрациях соли. из атмосферы и впоследствии для производства углеродного волокна.

По словам Томаса Брюка, который возглавляет проект вместе с командой Центра выращивания водорослей Технического университета Мюнхена, в процессе преобразования атмосферный CO ₂ в биомассу, органический материал, используемый в качестве возобновляемого источника энергии, и, на последующем этапе, масло водорослей. Масло водорослей вырабатывается в фазе истощения питательных веществ, когда азот в среде культивирования ограничивается, вызывая накопление липидов.

«Затем мы гидролизуем масло водорослей, чтобы фактически отделить свободные жирные кислоты от глицериновой основы», - объясняет Брюк. Затем жирные кислоты используются для производства биотоплива, химикатов для смазочной промышленности или термопластов, говорит он. Оставшийся остаток глицерина превращается в акрилонитрил, который полимеризуется с образованием полиакрилонитрила (ПАН), предшественника примерно 90% сегодняшнего производства углеродного волокна.

В то время как прекурсор PAN может быть пиролизован стандартными средствами, TUM также разработал процесс пиролиза, который карбонизирует волокна PAN с использованием параболических солнечных отражателей - изогнутых солнечных зеркал - для получения углеродных волокон в CO ₂ нейтральный образ.

«Мы проводим пиролиз в сфокусированных стеклянных трубках в центре этих зеркал», - говорит Брюк. «Там вы действительно можете создать температуру до 3000 ° C, и с этой технологией вы полностью избавитесь от вредных выбросов, а также дешевле, потому что вы используете солнечный свет».

По словам Брюка, углеродное волокно, созданное с использованием PAN на основе водорослей, имеет тот же химический состав, что и классические углеродные волокна, используемые в настоящее время, и те же физические свойства, что и углеродные волокна, полученные из нефтяных ресурсов.

«И поскольку мы можем комбинировать термопласты, которые мы производим из жирнокислотной части с углеродным волокном, мы действительно можем теперь создавать композиты из углеродного волокна для 3D-печати», - говорит Брюк. TUM также в настоящее время работает с партнером над разработкой CO ₂ негативные строительные материалы, такие как гранит, армированный углеродным волокном, из углеродного волокна на основе водорослей.