Углеродные волокна незаменимы в авиации, ветроэнергетике и лёгком строительстве. Однако, поскольку они производятся на основе нефти, их изготовление наносит значительный вред окружающей среде. Исследовательскому консорциуму под руководством Технического университета Мюнхена (TUM) удалось разработать процесс производства углеродных волокон из возобновляемых сырьевых материалов.
Профессор Томас Брюк, координатор проекта и глава кафедры синтетической биотехнологии TUM, подчёркивает:
«Совместным проектом GreenCarbon мы сделали важный шаг к устойчивому промышленному производству углеродных волокон».
Помимо TUM, в консорциум входят Институт Фраунгофера по инженерии межфазных границ и биотехнологии IGB, компания SGL Carbon и аэрокосмическая группа Airbus.
Углеродные волокна лёгкие, но при этом чрезвычайно стабильные и устойчивые. В виде пластиков, армированных углеродным волокном, они используются в самых разных областях: в самолётах и транспортных средствах, ветряных турбинах, а также в спортивном инвентаре, таком как велосипеды, теннисные ракетки и лыжи. Эти лёгкие материалы производятся из акрилонитрила — сырья, которое традиционно получали в основном из пропилена, полученного из нефти.
Исследователи на кафедре синтетической биотехнологии Вернера Сименса в Школе естественных наук TUM [исследовали](https://doi.org/10.3390/microorganisms12071318) экстракцию масел из фотосинтетически активных микроводорослей.
«Благодаря фотосинтезу микроводоросли связывают парниковый газ CO₂, в том числе в форме масел водорослей», — объясняет профессор Томас Брюк.
Затем из ценных масел с помощью химических процессов была извлечена глицериновая составляющая.
Исследователи из Фраунгофера разработали процесс каталитического преобразования биогенного глицерина в акрилонитрил — ключевое сырьё для производства углеродных волокон. Этот процесс был разработан в лабораторном масштабе в филиале Fraunhofer IGB в Штраубинге до такой степени, что теперь готов к следующему этапу масштабирования — промышленному применению.
«Мы создали условия для производства экологичных углеродных волокон, которые имеют те же высокие эксплуатационные свойства, что и углеродные волокна, изготовленные традиционным способом», — говорит доктор Арне Рот, руководитель отдела в Fraunhofer IGB.
Производство экологичных углеродных волокон было поручено промышленному партнёру SGL Carbon — мировому лидеру, специализирующемуся на разработке и производстве решений на основе углерода. Компания произвела 50 тысяч углеродных волокон тяжёлого типа, которые состоят из пучков по 50 тысяч отдельных нитей и механически очень стабильны, в соответствии с признанными отраслевыми стандартами. Они были использованы для производства пластиков, армированных углеродным волокном, известных как композитные ламинаты.
Европейская аэрокосмическая группа Airbus также участвовала в проекте GreenCarbon в качестве ассоциированного партнёра. Airbus использует композиты из углеродного волокна в качестве высокоэффективных материалов для производства компонентов самолётов и вертолётов и исследует процессы, которые позволяют более устойчиво производить эти материалы из возобновляемых сырьевых материалов.
Поэтому Airbus провёл технологический скрининг и оценку жизненного цикла различных технологических вариантов. Вдохновлённые хорошими результатами, в Airbus работают над демонстрацией технологии для летательных аппаратов. Например, первый полёт исследовательского вертолёта, изготовленного из углеродных волокон, полученных из возобновляемых источников, состоялся в 2024 году, что доказало пригодность этих технологий для авиационных применений.
Опираясь на многообещающие результаты проекта GreenCarbon, партнёры теперь хотят оптимизировать технологию и внедрить её в широкое промышленное использование. По словам исследователей, новый производственный процесс в принципе может быть использован для устойчивого производства акриловой кислоты — основы для многих полимеров, которые сегодня всё ещё производятся из ископаемого сырья.
«Наша цепочка создания стоимости GreenCarbon открывает новый потенциал для перехода к использованию другого сырья в химической промышленности, особенно в производстве высокоэффективных материалов на основе углерода», — говорит Брюк.
Консорциум надеется получить возобновлённое финансирование для последующего проекта от BMFTR.
Предоставлено [Техническим университетом Мюнхена](https://phys.org/partners/technical-university-munich/)
Другие новости по теме
- Киназы присутствуют во всех формах жизни — бактерии могут быть уязвимы для новых антибиотиков.
- Изменение климата оказывает незначительное влияние на сурков в настоящее время.
- NASA заперло их на год, чтобы сымитировать жизнь на Марсе. Сегодня они рассказывают, чем занимались: в основном играли в PS4
- Новые открытия о гнездовании восточного козодоя и росте птенцов
- Распределение глубоководных медуз указывает на наличие океанического барьера
- Торфяные болота бассейна Конго имеют возраст более 40 тысяч лет — это вдвое больше предыдущих оценок
- Точное картографирование отслеживает распространение древесных растений на лугах Великих равнин
- Крошечные искусственные клетки поддерживают 24-часовые циклы как живые организмы
- Исследователи создают «виртуальных учёных» для решения сложных биологических задач
- Улов криля в Антарктиде достиг рекордного уровня после краха природоохранного соглашения
Другие новости на сайте
- Adobe добавила новые функции для редактирования изображений на базе ИИ в Photoshop
- TikTok добавил YouTube Music в качестве опции для сохранения песен из видео
- Канада разваливается на части: геологи обнаружили скрытую линию разлома, которая может вызвать разрушительные землетрясения
- 🐜 Выживание в миниатюре: Гайд по старту в Grounded 2 🪲
- Почему после дня на пляже вы так устаёте?
- Почему древние гоминины лазили по деревьям?
- Эксклюзивный BMW XM от G-Power — это воплощение роскоши.
- Солёность Южного океана может быть причиной таяния морского льда
- 🔥 Важная новость для подписчиков PS Plus! 🎮 В августе 2025 года сервисы PS Plus Extra и Premium пополнятся эксклюзивной игрой, которая станет доступна в день релиза! Речь о долгожданном приключенческом проекте Sword of Sea от студии Giant Squid (создатели легендарного Abzu 🌊).
- Истинные климатические решения находятся под нами