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Carbonfasern aus Lignin

Biobasierte Alternative für konventionelle Techniken mit PAN oder Pech

11/2015

In einem Verbundvorhaben zwischen dem Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP), dem Faserinstitut Bremen und der Airbus Deutschland GmbH entwickeln Wissenschaftler und Ingenieure ein neues Verfahren zur Carbonfaser-Herstellung aus Lignin. Derzeit werden die High-Techfasern für den Einsatz im Leichtbau überwiegend aus fossil-basiertem Polyacrylnitril (PAN) oder aus Pech gewonnen. Carbonfasern sind zwar hochstabil und besonders leicht, jedoch zu kostenintensiv, um sie für Massenanwendungen zu verwenden.

 

Eine kostengünstigere Alternative wäre das biobasierte Herstellungsverfahren mit Lignin. Die in Holz enthaltene erhärtende Komponente im Zellgerüst, hat einen Kohlenstoffanteil von 55 bis 65 Prozent und fällt als Abfallmaterial zum Beispiel in der Papierindustrie in großen Mengen an. Bislang wird das Abfallmaterial dort wenig genutzt und meist thermisch verwertet. Experten schätzen, dass eine ligninbasierte Carbonfaser im Vergleich zu einer aus PAN gewonnenen langfristig nur halb so teuer sein sollte. Auf diesem Kostenniveau würden sich Carbonfasern aus der Nische der Spezialanwendungen in Sport, Luftfahrt und Bootsbau hin in Massenmärkte für den Automobilsektor bewegen. Ein Treiber ist hier das erwartete Wachstum im Bereich der Elektromobilität.

 

Das Anfang des Jahres gestartete Projekt setzt sich das Ziel, ligninbasierte Carbonfasern mit einer für den Leichtbau geeigneten Qualität herstellen zu können. So soll eine C-Faser entwickelt werden, die eine Zugfestigkeit von 1,5 GPa sowie ein Zugmodul von 150 GPa aufweist und damit für Anwendungen in der Luftfahrt geeignet wäre. Das Vorhaben wird vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über dessen Projektträger, die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) gefördert.

 

www.iap.fraunhofer.de

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