Projektbeschreibung

Das Green Carbon Projekt befasst sich mit der praktischen Demonstration der stofflichen Verwertung von CO₂, wie im letzten Klimareport erwähnt, zu biobasierten Carbonfaser-Kompositen. Dabei handelt es sich um Polymere und Carbonfaser-basierte Leichtbaumaterialien, die in der Flug- und Automobilindustrie eingesetzt werden können. Durch ihr schnelles Wachstum kann das Treibhausgas CO₂ in Mikroalgen, die im weltweit einzigartigen TUM-Algentechnikum kultiviert werden, aktiv in Form von Biomasse gespeichert werden. Das CO₂ wird u.a. in Form von Zuckern (z. B. Glukose) gebunden, welche die Zellen zum Aufbau ihrer Zellwand benötigen. Diese Zucker sollen durch enzymatische Hydrolyse freigesetzt und für die Versorgung und Produktion von Lipiden mittels unkonventioneller ölbildender Hefen verwendet werden. Die mittels Hefe produzierten Lipide dienen als Ausgangsstoff für unterschiedliche synergistische, chemische und biotechnologische Prozesse. Zum einen wird die chemoenzymatische Umsetzung von Lipiden in biobasierte Duroplaste angestrebt. Zum anderen werden die Hefeöle in Glycerin und freie Fettsäuren gespalten. Das Glycerin wird mittels etablierter Methoden in Carbonfasern umgewandelt. Die freien Fettsäuren werden enzymatisch in zwei unterschiedliche Produkte überführt. Im ersten Fall werden insbesondere ungesättigten Fettsäuren chemoenzymatisch zu biobasierten Thermoplasten veredelt. Im zweiten Fall können durch enzymatische Modifikation hochwertige Additive für den Schmierstoffsektor aus den Fettsäuren gewonnen werden. Im weiteren Verlauf des Projektes werden die Duro- bzw. Thermoplaste mit den nachhaltigen Carbonfasern zu entsprechenden Verbundstoffen zusammengeführt, deren Anwendung im Flugzeug- und Automobilbau getestet werden. Begleitet wird die Entwicklung der unterschiedlichen Prozessplattformen von einer technoökonomischen- und Lebenszyklus-Analyse.

 

Personen: Dr. Daniel Garbe (Projektmanger), Dr. Mahmoud Masri, Felix Melcher und Sophia Prem