Carbonfasern aus Lignin und Zellulose

Für etwa 80 Prozent der derzeit auf dem Markt erhältlichen Carbonfasern dient Polyacrylnitril (PAN) als Ausgangsstoff. Die Kosten für PAN sowie für dessen Verarbeitung sind allerdings hoch, die daraus hergestellten Fasern entsprechend teuer.

In dem Projekt Carboprec wollen Forscher neue Ausgangsstoffe und Verarbeitungsprozesse zur Herstellung von Carbonfasern entwickeln. Ziel ist es, eine kostengünstigere und umweltfreundlichere Alternative zu PAN zu finden, die gleichwertige Eigenschaften besitzt. Lignin und Zellulose sind natürliche Werkstoffe aus Pflanzen und zählen zu den am häufigsten vorkommenden nachwachsenden Rohstoffen. Kohlenstoffnanoröhrchen sollen die Ausgangsstoffe verstärken, damit sie sich besser verarbeiten lassen und die Fasern stabiler sind. In dem von der Europäischen Kommission geförderten Projekt „Renewable source nanostructured precursors for carbon fibers“, kurz Carboprec, arbeiten 14 Partner aus Forschung und Industrie aus sieben europäischen Ländern und Russland zusammen, darunter das Freiburger Materialforschungszentrum (FMF) der Universität Freiburg, sowie der französische Automobilhersteller Renault. Koordinator ist das französische Chemieunternehmen Arkema.  Die Projektpartner erforschen, aus welcher der beiden pflanzlichen Alternativen und mit welchem Verfahren sie ein Endprodukt mit den besten Eigenschaften gewinnen können. Die beteiligten Unternehmen sollen das Material anschließend testen.Das Freiburger Team will unter anderem feststellen, wie sich die verschiedenen chemischen Elemente von Lignin, Zellulose und der Kohlenstoffnanoröhrchen am besten vermischen lassen. Dazu werden sie Proben von Lignin und Zellulose mit verschiedenen molekularen Charakteristika auf ihre Struktur und ihre Eigenschaften hin untersuchen. Außerdem erforschen sie, wie groß die Neigung der verschiedenen Stoffe ist, sich mit Kohlenstoffnanoröhren zu verbinden. Die Wissenschaftler wollen Leitsätze dazu erarbeiten, wie sich eine Faser mit optimalen Eigenschaften und hoher Qualität herstellen lässt.Bild: Ricarda Böhm – Die nachwachsenden Rohstoffe Lignin (braun) und Zellulose (weiß) sind potentielle Rohstoffe für Carbonfasern.

Erstellt am 23.2.2014