SuperFaser2

Worum geht es hier?
Die Herstellung von Carbonfasern erfolgt typischerweise durch die chemische Bearbeitung von Polyacrylnitrilfasern (PAN). Diese Bearbeitung ist mit einem enormen Energie- und Ressourcenverbrauch verbunden, da die in der chemischen Bearbeitung genutzten Lösungsmittel energieintensiv entfernt werden müssen und die PAN-Fasern einen mehrere Stunden andauernden thermischen Prozess durchlaufen müssen. In diesem zweistufigen Prozess werden Temperaturen von über 1000 Grad benötigt, die normalerweise in speziellen Öfen erreicht werden. Die dabei aufzuwendende ungerichtete Energie macht etwa 70% der Kosten von Carbonfasern aus (48% in der Stabilisierung und 21% in der Carbonisierung). Hier besteht ein sehr großes Potential zur Energieeinsparung bei gleichzeitiger Senkung der Prozesskosten.

Was war Ihre Motivation, sich an dieser Ausschreibung zu beteiligen? Woher stammt die Idee?
Im Forschungsprojekt „SuperFaser2“ wird auf die hervorragenden Ergebnisse des Vorgängerprojektes „SuperFaser1“ aufgebaut, um die Energieeffizienz des Carbonisierungsprozesses deutlich zu optimieren. Im Verlauf von SuperFaser1 wurde unter anderem auch ein sogenanntes Comonomer entwickelt, das ohne den Einsatz von Lösungsmitteln auskommt und somit weiteres Einsparpotential durch den Wegfall eines Prozessschrittes bietet.

Welchen Nutzen bringt dieses Projekt für die Gesellschaft und/oder im Sinne der Nachhaltigkeit?
Am Institut für Mikrowellen- und Plasmatechnik der FH Aachen wird an der zielgerichteten und lokal sehr begrenzten Erwärmung mittels Mikrowellenplasmen geforscht. Dadurch kann der Prozess deutlich gezielter und feiner auf die jeweilige PAN-Fasern optimiert werden. Es werden verschiedenen Lösungen auf Basis von Plasmajets und Reaktionskammern untersucht. Mit dem Einsatz von Mikrowellenplasmen wird eine Energiereduktion von deutlich mehr als 50% erwartet. Da die Energiekosten bei der Kohlefaser der Hauptpunkt für die Gesamtkosten sind, würde die Kohlefaser preislich dem Stahl und der Glasfaser genauso überlegen sein, wie die Kohlefaser es auch bereits beim Verhältnis Festigkeit/ Kilo ist.

Wer macht noch mit?
Die weiteren Projektpartner sind:
• DIENES Apparatebau GmbH
• Fricke und Mallah Microwave Technology GmbH
• Universität Ulm, Institut für Organische Chemie III