Günstige Carbonfasern aus Erdölrückständen

Günstige Carbonfasern aus Erdölrückständen

Faserverbundkunststoffe auf Basis von Carbonfasern galten als Hoffnungsträger für den leichten Karosseriebau. Doch sie erweisen sich für den Massenmarkt Automobil bisher als zu teuer, auch wenn die Fertigungsverfahren große Fortschritte in der Serienfertigung gemacht haben. Am Preis der CFK-Werkstoffe könnte sich nun etwas ändern, so neue Forschungsergebnisse am Department of Materials Science and Engineering des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge. Dort haben Forschende einen Weg gefunden, diese Carbonfasern aus preisgünstigen Ausgangsmaterialien herzustellen. Sie verwenden Rückstände aus der Erdöl-Verarbeitung, die bisher lediglich für den Straßenbau als Asphalt verwendet oder entsorgt werden. Doch die neue Kohlenstofffaser kann noch mehr: Sie weist offenbar eine höhere Druckfestigkeit auf und eignet sich deshalb auch für tragende Anwendungen.

„Wenn man sich ein Automodell heute ansieht, ist es im Vergleich zu dem gleichen Modell vor 30 Jahren deutlich schwerer.“
Nicola Ferralis, Materials Science and Engineering, Massachusetts Institute of Technology (MIT)

Am MIT versuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bereits seit Jahren Leichtbau-Werkstoffe mit der Sicherheit normaler Stahlbleche zu entwickeln, die preisgünstig genug für die Serie sind. Anstatt nun ein raffiniertes und verarbeitetes Erdölprodukt zu verwenden, nutzt das MIT-Team für die neuen Carbonfasern Bitumen, eine pechartige Masse, die als Rückstand bei der Aufbereitung von Erdöl anfällt. Sie besteht aus unterschiedlichen langkettigen Kohlenwasserstoffen, ist preisgünstig – und steht in großen Mengen zur Verfügung. Ähnliche Eigenschaften hat Steinkohlenpech. Es bildet sich bei der Verkokung von Steinkohle.

Die Forschenden sehen aber nicht nur Einsatzmöglichkeiten in der Autoindustrie. Bislang steht dem Einsatz herkömmlicher Faserverbundwerkstoffe im Wege, dass die Fasern zu einem Gewebe verarbeitet und in präzisen, detaillierten Mustern ausgelegt werden müssen. Nicht immer lohnt sich dieser Aufwand. Neue Materialien könnten durch ihre Druckfestigkeit nicht nur in Autos, sondern auch in anderen Bereichen zum Einsatz kommen.

Bild oben: Günstige, zug- und druckfeste Carbonfasern aus Bitumen könnten zum Game-Changer für die Composite-Branche werden. (Quelle: MIT)


Quelle und weitere Infos:  Pressemitteilung, Ingenieur.de

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