Im europäischen Forschungsprojekt Carbowave wird ein neues Verfahren entwickelt, das die energieintensive Herstellung von Carbonfasern deutlich effizienter gestalten soll. Zum Einsatz kommen Mikrowellen- und Plasmaerhitzung, die den Energieeintrag gezielt steuern und Verluste minimieren.
Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) bringen ihre Expertise in der Umsetzung kontinuierlicher Produktionsprozesse ein. Ziel ist die Optimierung des Carbonisierungsprozesses und die Marktfähigkeit der Technologie – mit Blick auf nachhaltigere Leichtbauprodukte.
Effizientere Prozesse in der Carbonfaserherstellung
Carbonfasern sind für viele Schlüsselbranchen unverzichtbar. Ihre hohe Festigkeit bei geringem Gewicht macht sie zur bevorzugten Wahl in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt sowie im Bereich erneuerbarer Energien. Gleichzeitig ist die konventionelle Herstellung sehr energieaufwendig, da sie auf langsamen Prozessen in Hochtemperaturöfen basiert.
Das Projekt Carbowave setzt genau hier an: Durch gezielte lokale Energieeinbringung mit Mikrowellen- und Plasmaheizsystemen können Produktionszeiten verkürzt und der Energieverbrauch gesenkt werden. Damit wird die Grundlage für eine wirtschaftlichere und umweltfreundlichere Carbonfaserproduktion geschaffen.
Forschungsschwerpunkte und Umsetzung
Das Konsortium entwickelt im Rahmen des Projekts unter anderem eine Beschichtung, die die Mikrowellenadsorption der PAN-Fasern verbessert, sowie ein Plasmaheizsystem zur oxidativen Stabilisierung. Die DITF übernehmen die Aufgabe, diese Technologien in kontinuierliche Produktionsprozesse zu integrieren und Pilotanlagen im Technikumsmaßstab zu betreiben.
„Unsere zentrale Aufgabe ist die Stabilisierung der Präkursorfasern mithilfe von Plasmatechnologie“, so das DITF. „Dazu setzen wir auch auf eine Kombination aus Plasma- und Niederdrucktechnologie, um den Energieverbrauch im Stabilisierungsprozess weiter zu senken.“
Recycling als Teil der Lösung
Im Sinne der Kreislaufwirtschaft beinhaltet das Projekt auch die Entwicklung einer mikrowellenunterstützten Zersetzung von CFK-Verbundwerkstoffen. Damit wird nicht nur die Herstellung, sondern auch das Recycling moderner Leichtbaumaterialien in einem integrierten Ansatz betrachtet.
Carbowave wird durch die Europäische Union im Rahmen der Fördervereinbarung Nr. 101192581 finanziert.