Ligninbasierte Carbonfaser
Fraunhofer IAP
Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung und das Faserinstitut Bremen wollen die Verfahren zur Carbonfaser-Herstellung aus Lignin so weiterentwickeln, dass die Fasern reif für die Anwendung im Massenmarkt werden. Denn die bislang produzierten Fasern aus fossilen Rohstoffen sind teuer.
Das Material ist aufgrund seiner Eigenschaftskombination - hochstabil und besonders leicht - sehr interessant für den Leichtbau - etwa im Automobilsektor. Ein Treiber hierfür ist das erwartete Wachstum bei den Elektrofahrzeugen. Derzeit sind fossilbasierte Carbonfasern jedoch noch zu teuer für Massenanwendungen, Lignin wäre eine kostengünstige Alternative.
Aktuell gewinnt man Carbonfasern überwiegend aus dem fossil-basierten Polyacrylnitril (PAN) oder aus Pech. Lignin aus Holz mit einem Kohlenstoffanteil von etwa 55 bis 65 Prozent wäre eine mögliche Alternative. Dieser Stoff, von dem in der Papierherstellung weltweit rund 50 Millionen Tonnen jährlich anfallen und meist thermisch verwertet werden, brächte das Potenzial für die angestrebte Preissenkung mit: Schätzungen zufolge würde eine ligninbasierte Carbonfaser langfristig nur rund 4,50 €/kg kosten, gegenüber mindestens 9,50 €/kg für die aus PAN gewonnene Faser, erläutern die Forscher.
Das jetzt gestartete Projekt des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung (IAP) und des Faserinstituts Bremen setzt sich zum Ziel, ligninbasierte Carbonfasern in der für den Leichtbau erforderlichen Qualität herzustellen. Am Ende der Entwicklungsarbeiten soll eine C-Faser stehen, die eine Zugfestigkeit von rund 1,5 GPa sowie ein Zugmodul von circa 150 GPa aufweist und damit geeignet für Anwendungen in der Luftfahrt ist.
Das Projekt wird vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über dessen Projektträger, die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) gefördert. Airbus Deutschland unterstützt das Vorhaben als Industriepartner.