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Herstellungsverfahren, die mehr Kohlendioxid (CO2) verbrauchen als sie selbst freisetzen, stuft der aktuellste Weltklimareport als wichtige Option ein, den Klimawandel in den Griff zu bekommen. Werden zum Beispiel Carbonfasern aus Algenöl hergestellt, entzieht der Herstellungsprozess der Atmosphäre mehr Kohlendioxid als dabei freigesetzt wird – so zumindest die Theorie. Im Verbund mit Granit oder anderen Hartgesteinen können aus Carbonfasern völlig neue Konstruktionsmaterialien und Baustoffe werden. Um die Praxistauglichkeit des Verfahrens zu prüfen, hat die TU München das Green-Carbon-Projekt gestartet. Ziel: Leichtbaumaterialien mit einer positiven Klimabilanz zu entwickeln, die etwa in der Flug- und Automobilindustrie eingesetzt werden können. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Projekt mit 6,5 Mio. Euro.

Mikroalgen binden Kohlendioxid

Durch ihr schnelles Wachstum können Mikroalgen das Treibhausgas CO2 aktiv in Form von Biomasse speichern. Das CO2 wird unter anderem in Form von Zuckern und Algenöl gebunden. Aus diesen können mit chemischen und biotechnologischen Prozessen Ausgangsstoffe für industrielle Prozesse gewonnen werden.

E-scooter with a step made from a composite material integrating granite and carbon fibers from algae.
Trittbrett eines E-Scooters hergestellt aus Granit-Carbonfaser-Verbundmaterial. Quelle für die Fasern waren Algen.

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.

Nachhaltige Produktion von Carbonfasern

Im weiteren Verlauf des Projekts werden die Kunststoffe mit den Carbonfasern zu entsprechenden Verbundmaterialien zusammengeführt. „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.“

Darüber hinaus lassen sich aus Carbonfasern und Hartstein mit einem Verfahren des Industriepartners TechnoCarbon Technologies neuartige Konstruktionsmaterialien herstellen. Sie haben nicht nur eine negative CO2-Bilanz, sondern sind leichter als Aluminium und stabiler als Stahl.

Bilder: A. Battenberg / TUM

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