德國科學家最近發現了一種將光合藻類轉化為高性能碳纖維的新方法，這一技術的開發有助於擺脫對污染化石燃料的依賴。該研究由慕尼黑工業大學（TUM）主導，名為 GreenCarbon 的項目，旨在利用可再生的微藻來生產丙烯腈，這是碳纖維的前驅材料，從而取代傳統上從石油衍生的製程。這些光合活性藻類能夠吸收二氧化碳並將其儲存為富含能量的油脂，研究人員隨後將這些油脂化學轉化為甘油，最終得到丙烯腈。
傳統上，丙烯腈是從基於石油的丙烯中提取的，這一過程對環境造成了顯著的碳足跡。然而，通過從藻類油脂開始，TUM 的 Werner Siemens 合成生物技術學術主席與弗勞恩霍夫界面工程與生物技術研究所（IGB）合作，創造了一條更環保的路徑。在弗勞恩霍夫 IGB 的施特勞賓分所，研究人員將這一轉化方法精煉至實驗室規模，並表示現在已準備好進行工業試驗。
為了測試其在現實世界中的表現，團隊與德國碳材料製造商 SGL Carbon 合作，將生物基丙烯腈轉化為重纖維碳纖維，每根纖維包含 50,000 根獨立的細絲，並隨後製作碳纖維增強塑料層壓板。根據團隊的說法，這些生物材料在機械強度和韌性方面與傳統碳纖維相當。作為該項目的合作夥伴之一，空中巴士（Airbus）進行了生命週期評估和技術評估，並在研究中使用這種材料製造了研究直升機的部件，該直升機於 2024 年首次飛行，這標誌著可持續航空製造的一個潛在轉折點。
隨著結果的鼓舞，該研究團隊現在正在尋求更新的資金，以擴大技術的應用範圍，並將其擴展到其他以化石燃料為原料的材料，如丙烯酸，這是現代聚合物的重要成分。項目協調員 TUM 的 Thomas Brück 教授表示：“我們的 GreenCarbon 價值鏈為整個化學工業取代化石原料開辟了新的道路。”雖然目前重點放在航空領域，但 GreenCarbon 項目中開發的輕質高強度材料在風力渦輪機葉片、車輛部件和體育器材等多個領域都有廣泛的應用潛力。
由於這些碳纖維是按照公認的行業標準生產的，因此可以無需大規模重新工具的情況下，融入現有的製造流程中。這一項目不僅提出了技術解決方案，還提供了應對氣候變化的方案。由於微藻在光合作用過程中自然吸收 CO₂，將其用作原料可以實現部分碳負的生產周期。當與可再生能源的投入結合時，整個過程可以大幅減少與碳纖維製造相關的排放。
隨著可擴展性逐漸明朗，該聯盟面臨的下一個挑戰是優化工藝經濟學，並將技術整合到工業環境中。如果成功，這一方法可以支持歐洲向可持續生物基原料的轉型，從而使高性能工程與化石燃料的依賴脫鉤。該聯盟希望能夠從聯邦研究、技術和空間部（BMFTR）獲得更新的資金，為後續項目提供支持。
