TUM researchers use algae to make carbon fibre

Technical University of Munich (TUM, Munich, Germany) researchers have been working to develop a process that uses halophilic algae, algae that thrive in high salt concentrations, to remove CO2 from the atmosphere and subsequently to make carbon fibre.

From COto algae oil 

Thomas Brück, who heads the project along with a team at the Algae Cultivation Center of the TUM, explains that the process converts atmospheric CO2 into biomass and, in a subsequent stage, algae oil. The algae oil is produced by a nutrient depletion phase where nitrogen is limited in the cultivation medium, triggering the accumulation of lipids.

We then hydrolyse the algae oil so that we actually split the free fatty acids from the glycerol backbone,” explains Brück. The fatty acids are then used to generate biofuels, chemicals for the lubricant industry or thermoplastics. Then, the remaining glycerol residue is turned into acrylonitrile, which is polymerized to yield polyacrylonitrile (PAN), the precursor for approximately 90% of today’s carbon fibre production.

The pyrolysis process for PAN 

While the PAN precursor can be pyrolyzed via standard means, TUM has also developed a pyrolysis process that carbonises the PAN fibres using parabolic solar reflectors — curved solar mirrors — in order to yield carbon fibres in a CO2 neutral manner.

We do the pyrolysis in focused glass tubes in the centre of those mirrors,” says Brück. “There you can actually generate temperatures up to 3,000ºC, and with that technology, you’re completely emission-free and also cheaper because you’re using sunlight.”

Brück confirms that the carbon fibre created using the algae-based PAN has the same chemical composition as current carbon fibres in use today and the same physical properties as those carbon fibres originated from petroleum resources.

And since we can combine the thermoplastics that we generate from the fatty acid part with the carbon fibre, we can actually now do 3D printable carbon fibre composites,” says Brück. TUM is also currently working with a partner to develop CO2 negative building materials such as carbon fibre composite-reinforced granite from the algae-based carbon fibre.


Leggi anche

Empa aerogel

I ricercatori di Empa, centro di ricerca interdisciplinare svizzero per la scienza e la tecnologia dei materiali, sono riusciti ad applicare gli aerogel alla microelettronica: hanno infatti sviluppato aerogel basati su nanofibre di cellulosa che non hanno rivali in termini di peso e che possono schermare efficacemente i campi elettromagnetici prodotti da motori elettrici e dispositivi elettronici…

Leggi tutto…

AZL Aachen SMC processing

In arrivo due progetti che dovrebbero migliorare la conoscenza delle caratteristiche dei materiali compositi SMC (Sheet Moulding Compound) e sviluppare una nuova metodologie di simulazione di processo e mappatura con simulazione della struttura per ridurre i costi di produzione dei componenti leggeri…

Leggi tutto…

Un nuovo metodo di produzione roll-to-roll sviluppato presso il MIT potrebbe consentire di produrre celle solari ultraleggere e flessibili e una nuova generazione di schermi e altri componenti elettronici a film sottile…

Leggi tutto…

NUST MISIS presentation of aluminum matrix composites

Gli scienziati dei materiali dell’Università Nazionale di Scienza e Tecnologia MISIS, in Russia, hanno presentato una nuova tecnologia per la produzione di compositi a matrice di alluminio da nuove materie prime, polveri composite per la stampa 3D di componenti per aeromobili e autovetture. Il nuovo metodo aumenta del 40% l’uniformità delle proprietà e la durezza dei compositi ottenuti rispetto agli analoghi prodotti in maniera standard…

Leggi tutto…

EU imposes tariffs on Chinese makers of glass fibre fabric in China and Egypt

L’Unione europea ha imposto tariffe ai produttori cinesi di tessuti in fibra di vetro in Cina ed Egitto dopo aver scoperto che questi hanno beneficiato di sussidi ingiusti che hanno permesso loro di vendere a prezzi eccessivamente bassi in Europa…

Leggi tutto…