Experiment revoluționar în domeniul tehnologiei ecologice. Oamenii de știință cultivă fibră de carbon de calitate aeronautică din alge

Condus de Universitatea Tehnică din München (TUM), proiectul GreenCarbon a dezvoltat o metodă nouă de producere a acrilonitrilului, precursor al fibrei de carbon, din microalge regenerabile în loc de petrol.

Aceste alge fotosintetice active absorb dioxidul de carbon și îl stochează sub formă de uleiuri bogate în energie, pe care cercetătorii le transformă apoi chimic în glicerol și, în final, în acrilonitril.

De la spumă la structură

În mod tradițional, acrilonitrilul este derivat din propilenă pe bază de petrol, un proces cu o amprentă de carbon semnificativă.

Dar pornind de la uleiurile din alge, oamenii de știință de la Catedra Werner Siemens de Biotehnologie Sintetică a TUM, în parteneriat cu Institutul Fraunhofer pentru Inginerie Interfacială și Biotehnologie (IGB), au creat o cale mai ecologică, potrivit Interesting Engineering.

La filiala Straubing a Fraunhofer IGB, cercetătorii au perfecționat această metodă de conversie la scară de laborator și spun că acum este gata pentru teste industriale.

Pentru a testa performanța în condiții reale, echipa a colaborat cu producătorul german de carbon SGL Carbon, care a transformat acrilonitrilul pe bază biologică în fibre de carbon grele, fiecare conținând 50.000 de filamente individuale, și apoi a fabricat laminate din plastic armat cu fibre de carbon.

Potrivit echipei, aceste materiale biogene se potrivesc cu rezistența mecanică și reziliența fibrelor de carbon convenționale.

Airbus, unul dintre partenerii asociați în proiect, a efectuat evaluări ale ciclului de viață și evaluări tehnice.

Ce-ar fi dacă următorul avion în care vă urcați ar fi construit din alge din iaz?

Încurajată de rezultate, compania aerospațială a folosit chiar materialul pentru a construi componente pentru un elicopter de cercetare, care a efectuat primul său zbor în 2024, marcând un potențial punct de cotitură în producția durabilă de aviație.

Echipa de cercetare caută acum finanțare nouă pentru a extinde tehnologia și a-i extinde utilizarea la alte materiale derivate din combustibili fosili, cum ar fi acidul acrilic, un ingredient cheie în polimerii moderni.

„Lanțul nostru valoric GreenCarbon deschide noi căi pentru înlocuirea materiilor prime fosile în industria chimică”, a declarat coordonatorul proiectului, prof. Thomas Brück de la TUM.

Deși accentul a fost pus pe aviație, materialele ușoare și rezistente dezvoltate în cadrul proiectului GreenCarbon au aplicații potențiale largi, inclusiv palete de turbine eoliene, componente pentru vehicule și echipamente sportive.

Soluție climatică

Deoarece fibrele de carbon au fost produse conform standardelor recunoscute ale industriei, acestea ar putea fi integrate în fluxurile de producție existente fără a fi necesară o reorganizare majoră.

Este important de menționat că proiectul nu propune doar o soluție tehnică. El oferă și o soluție climatică.

Deoarece microalgelele absorb în mod natural CO₂ în timpul fotosintezei, utilizarea lor ca materie primă permite un ciclu de producție parțial negativ din punct de vedere al emisiilor de carbon. În combinație cu surse de energie regenerabilă, întregul proces ar putea reduce drastic emisiile legate de producția de fibre de carbon.

Având în vedere scalabilitatea, următoarea provocare a consorțiului constă în optimizarea economiei procesului și integrarea tehnologiei în mediul industrial. Dacă va avea succes, această abordare ar putea sprijini tranziția mai amplă a Europei către materii prime durabile, pe bază biologică, care să decupleze ingineria de înaltă performanță de dependența de combustibilii fosili.