Lignin senkt PAN-Anteil in Carbonfasern
Forschende der Washington University in St. Louis haben einen Ansatz entwickelt, bei dem Lignin einen erheblichen Teil des üblicherweise eingesetzten Polyacrylnitrils (PAN) in Carbonfasern ersetzt. Lignin fällt in großen Mengen als Nebenprodukt der Zellstoff- und Bioraffinerieindustrie an. Nach Angaben der Universität lässt sich der PAN-Anteil damit halbieren; zugleich werden geringere Produktionskosten und Emissionen erwartet.
Die eigentliche technische Hürde liegt in der mechanischen Leistungsfähigkeit. Das Team funktionalisiert einwandige Kohlenstoffnanoröhren und bringt sie in die Lignin-PAN-Matrix ein. Die Nanoröhren wirken als nanoskalige Verstärkung und unterstützen eine stärkere kristalline Orientierung während Spinnen und Wärmebehandlung.
Die Vorläuferlösung wird nassgesponnen, anschließend unter Zug wärmebehandelt und carbonisiert. Die Forschenden berichten, dass die so erzeugte erneuerbare Carbonfaser Qualitätsanforderungen für Automobilanwendungen erreichen kann. Als weitere Einsatzfelder werden Luftfahrt, Energieinfrastruktur, Sportgeräte und Windkraft genannt.
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Washington University in St. Louis