Wie aus Algen Carbonfasern hergestellt werden und diese den Flugzeug- und Automobilbau revolutionieren können, zeigt die Technische Universität München im aktuellen Projekt „Green Carbon“.

Diese Granitplatte wurde mit Kohlefasern aus Algen armiert, was ihr eine extrem hohe Festigkeit verleiht und neue, effiziente Konstruktionen ermöglicht. Foto: Andreas Battenberg/TUM

Algen sind kleine Wunderwutzis – und deshalb auch Hauptakteure in einem von der Technischen Universität München (TUM) angeleiteten Forschungsprojekt. In dem Anfang Juli gestarteten Projekt „Green Carbon“ geht es darum, Carbonfasern aus Algenöl herzustellen. Entwickelt werden also Polymere und carbonfaserbasierte Leichtbaumaterialien aus Algen, die beispielsweise in der Flug- und Automobilindustrie eingesetzt werden können.

Algen als Klimaheldinnen
Ein großer Vorteil der Herstellung von Carbonfasern aus Algenöl ist, dass dabei der Atmosphäre mehr Kohlendioxid entzogen als dabei freigesetzt wird. Das sieht der aktuellste Weltklimareport (IPCC Special Report on Global Warming of 1.5 °C) als wichtigen Beitrag zum Klimawandel. Durch das schnelle Wachstum der Mikroalgen können diese CO2 aktiv in Form von Biomasse speichern, so berichtet der Ludwig Bölkow Campus der TU München, wo Mikroalgen in einem weltweit einzigartigen Algentechnikum kultiviert werden. Das CO2 würde unter anderem in Form von Zuckern und Algenöl gebunden. Aus diesen könnten mit chemischen und biotechnologischen Prozessen Ausgangsstoffe für verschiedenste industrielle Prozesse gewonnen werden. „Ölbildende Hefen erzeugen beispielsweise aus den Algenzuckern Hefeöl, ein Ausgangsstoff für nachhaltige Kunststoffe. Außerdem lässt sich das Hefeöl enzymatisch in Glycerin und freie Fettsäuren spalten. Die freien Fettsäuren sind Ausgangsmaterial für weitere Produkte, unter anderem hochwertige Additive für Schmierstoffe; das Glycerin lässt sich in Carbonfasern umwandeln“, so erklärt die TUM.

 

Projektleiter Thomas Brück im 2015 eröffneten Algentechnikum an der TU München, wo die Mikroalgen kultiviert werden. Foto: Andreas Heddergott/TUM.

 

Leichter als Aluminium, stabiler als Stahl
Diese Carbonfasern ermöglichten in weiterer Folge und in Verbund mit heimischem Granit oder anderen Hartgesteinen neue Konstruktionsmaterialien und Baustoffe. „Die aus Algen hergestellten Carbonfasern sind absolut identisch mit den derzeit in der Industrie eingesetzten Fasern“, sagt Projektleiter Thomas Brück, Professor für Synthetische Biotechnologie an der TU München. „Sie können daher für alle Standardprozesse im Flugzeug- und Automobilbau genutzt werden.“ An der TUM wurde beispielsweise bereits ein Trittbrett eines E-Scooters aus Algen-Carbonfasern und Granit entwickelt. Diese neuartigen Konstruktionsmaterialien seien leichter als Aluminium und stabiler als Stahl, und hätten zudem eine negative CO2-Bilanz, so die TUM.

Bundesministerium und Industrie fördert
Finanziert wird das Projekt einerseits durch eine Förderung des deutschen Bundesministeriums für Bildung und Forschung in der Höhe von rund 7,1 Mio. Euro. Andererseits beteiligen sich an dem Gesamtvolumen des Projekts (rund 8,9 Mio. Euro) die Lehrstühle für Synthetische Biotechnologie, Bioverfahrenstechnik, Makromolekulare Chemie, Technische Chemie I und für Carbon Composites der Technischen Universität München sowie die Industriepartner_innen AHP GmbH & Co. KG, Airbus Defence and Space GmbH, Daimler AG, Fuchs Schmierstoffe GmbH, SGL Carbon GmbH und TechnoCarbon Technologies GbR. (sis)

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