TUM、好塩性藻類でCO2回収しカーボンファイバー製造へ、革新的プロセスを開発

ミュンヘン工科大学（TUM、ドイツ・ミュンヘン）の研究者たちは、高塩濃度で繁殖する好塩性藻類を用いて大気中のCO2を除去し、その後カーボンファイバーを製造するプロセスの開発に取り組んでいます。

プロセスの流れ

TUM藻類培養センターでプロジェクトを率いるThomas Brück氏によると、このプロセスは大気中のCO2をバイオマス（再生可能エネルギー源として利用される有機物）に変換し、その後の段階で藻類油を生成します。藻類油は、培養培地の窒素を制限する栄養枯渇フェーズにより脂質蓄積を誘発して生産されます。

「藻類油を加水分解し、遊離脂肪酸をグリセロール骨格から分離します」とBrück氏は説明します。脂肪酸はバイオ燃料、潤滑油業界向け化学品、熱可塑性樹脂の生成に使用されます。残ったグリセロール残渣はアクリロニトリルに変換され、重合してポリアクリロニトリル（PAN）になります。これは現在のカーボンファイバー生産の約90%で前駆体として使用されています。

太陽熱利用のカーボンニュートラル熱分解

PAN前駆体は標準的手法で熱分解可能ですが、TUMは放物面太陽反射鏡（曲面ソーラーミラー）を用いてPAN繊維を炭化し、CO2ニュートラルな方法でカーボンファイバーを得る熱分解プロセスも開発しました。

「ミラー中央の集光ガラス管内で熱分解を行います」とBrück氏。「そこで3,000℃までの温度を生成でき、この技術なら完全にエミッションフリーで、太陽光利用ゆえにコストも安くなります。」

石油由来と同等の特性と3Dプリント複合材への展開

Brück氏によると、藻類由来PANで作られたカーボンファイバーは、現在使用されている従来のカーボンファイバーと同じ化学組成と物理的特性を持ちます。

「脂肪酸部分から生成する熱可塑性樹脂とカーボンファイバーを組み合わせられるため、3Dプリント可能なカーボンファイバー複合材が実現できます」とBrück氏。TUMはまた、パートナーと共に藻類由来カーボンファイバーを用いたCO2ネガティブ建材（カーボンファイバー複合材強化花崗岩など）の開発も進めています。

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