慕尼黑工业大学的研究人员探索使用藻类制造碳纤维
来源 |慕尼黑工业大学
慕尼黑工业大学（TUM，慕尼黑，德国）的研究人员一直致力于开发一种使用嗜盐藻类（在高盐浓度下生长旺盛的藻类）去除大气中的二氧化碳并随后制造碳纤维的工艺。
据与慕尼黑工业大学藻类培育中心团队一起领导该项目的 Thomas Brück 表示，该过程将大气中的二氧化碳转化为生物质，一种用作可再生能源的有机材料，并在随后的阶段，藻油。藻油是在营养耗尽阶段产生的，在这个阶段，培养基中的氮有限，引发了脂质的积累。
“然后我们水解藻油，这样我们实际上从甘油主链中分离出游离脂肪酸，”布鲁克解释道。他说，这些脂肪酸随后可用于生产生物燃料、润滑剂行业的化学品或热塑性塑料。剩余的甘油残渣转化为丙烯腈，丙烯腈聚合生成聚丙烯腈 (PAN)，聚丙烯腈 (PAN) 是当今约 90% 碳纤维生产的前体。
虽然 PAN 前体可以通过标准方法热解，但 TUM 还开发了一种热解工艺，该工艺使用抛物面太阳能反射器（弯曲的太阳能反射镜）将 PAN 纤维碳化，从而以二氧化碳中性的方式生产碳纤维。
“我们在那些镜子中心的聚焦玻璃管中进行热解，”布鲁克说。 “在那里，您实际上可以产生高达 3,000ºC 的温度，而且使用该技术，您完全无排放，而且由于使用阳光而更便宜。”
Brück 表示，使用藻类 PAN 制成的碳纤维与目前使用的经典碳纤维具有相同的化学成分，并且与来自石油资源的碳纤维具有相同的物理特性。
“而且由于我们可以将脂肪酸部分产生的热塑性塑料与碳纤维相结合，我们现在实际上可以制造可 3D 打印的碳纤维复合材料，”布鲁克说。 TUM 目前还与合作伙伴合作开发 CO2 负建筑材料，例如由藻类碳纤维制成的碳纤维复合材料增强花岗岩。
纤维