托马斯·布吕克教授及其团队成功研发出一种以藻类为原料制备碳纤维的创新工艺。
您下次乘坐的飞机，或许将由"池塘里的浮藻"制成？
德国科学家已成功将光合藻类转化为高性能碳纤维——这一技术彻底摒弃了传统化石燃料的污染路径。
由慕尼黑工业大学（TUM）主导的"绿色碳"（GreenCarbon）项目，开发出一种创新方法：利用可再生微藻（而非石油）生产丙烯腈（碳纤维的前驱体）。该项目开始于2019年（阅读链接），日前取得重大突破——空客公司采纳其为直升机部件结构材料。
这些具有光合活性的藻类能够吸收二氧化碳，并将其转化为富含能量的油脂。随后，研究人员通过化学工艺将这些油脂转化为甘油，并最终制成丙烯腈。
从藻类到航空结构
传统上，丙烯腈源自石油基丙烯，这一生产过程碳足迹显著。而慕尼黑工业大学维尔纳·西门子合成生物技术讲席团队与弗劳恩霍夫界面工程与生物技术研究所（IGB）合作，开创性地以藻类油脂为原料，开发出更环保的制备路径。
在弗劳恩霍夫IGB施特劳宾分部，研究人员已将该转化工艺优化至实验室规模，并宣布具备工业化试验条件。为验证实际性能，团队与德国碳素制造商西格里碳素（SGL Carbon）合作：
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将生物基丙烯腈纺制成5万根单丝组成的重丝束碳纤维
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进而制备碳纤维增强塑料层压板
测试表明，这些生物基材料的机械强度与韧性均可媲美传统碳纤维。
作为项目合作方，空客公司已完成全生命周期评估与技术验证。基于积极结果，这家航空巨头甚至将材料应用于研究直升机部件——该机型已于2024年完成首飞，标志着可持续航空制造的潜在转折点。
"我们的GreenCarbon价值链为化工行业替代化石原料开辟了新路径，"项目协调人、慕尼黑工业大学托马斯·布吕克教授表示。
尽管当前重点在航空领域，但GreenCarbon项目研发的轻质高强材料具有广泛的应用潜力，包括：
✓ 风电叶片
✓ 汽车零部件
✓ 运动装备
由于这些碳纤维完全符合行业标准，可直接嵌入现有制造流程，无需大规模设备改造。
更重要的是，该项目不仅提供技术解决方案，更带来气候效益：
• 碳负排放：微藻光合作用天然吸收CO₂，使生产过程实现部分碳负排放
• 绿色加成：结合可再生能源，整个工艺可大幅降低碳纤维制造的关联排放
随着规模化生产在望，联盟的下一个挑战在于优化流程经济性，并将技术整合到工业环境中。若成功，该方法将推动欧洲实现更广泛的可持续生物基原料转型，使高性能工程彻底摆脱化石燃料依赖。
来源：interestingengineering
作者：Neetika Walter
