Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP entwickelt in Zusammenarbeit mit der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg neuartige Carbonfasern auf Basis von Cellulose. Diese biobasierten Fasern kombinieren hohe mechanische, elektrische und thermische Leistung mit Nachhaltigkeit und finden Einsatz in Hightech-Anwendungen wie Wasserstofftanks, Batterien, Brennstoffzellen und der Abschirmung sensibler Elektronik. Das Projekt, gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, ist Teil der Carbon Lab Factory Lausitz und wird von der Wirtschaftsregion Lausitz GmbH unterstützt.
Herkömmliche Carbonfasern, meist aus dem erdölbasierten Polyacrylnitril (PAN) hergestellt, sind energieintensiv und erzeugen toxische Nebenprodukte. Auch pechbasierte Fasern sind kosten- und ressourcenintensiv. Die neuen Cellulose-basierten Carbonfasern bieten eine nachhaltige Alternative mit anpassbaren Eigenschaften. Sie werden durch etablierte Spinnverfahren wie Viskose- oder Lyocell-Technologie hergestellt, wobei Additive wie Lignin die Kohlenstoffausbeute steigern. Die Struktur der Fasern lässt sich durch Spinnprozessparameter gezielt steuern, um beispielsweise poröse Strukturen für permeable Elektroden in Batterien oder Brennstoffzellen zu schaffen.
Ein neuartiges System aus Katalysatoren und Additiven senkt die Carbonisierungstemperatur um über 1.000 °C und erhöht die Kohlenstoffausbeute von 15 auf 45 Gewichtsprozent. Durch optimierte Prozessparameter werden Faserdurchmesser von unter vier Mikrometern erreicht, ideal für Brennstoffzellen. Die Fasern erreichen mechanische Eigenschaften vergleichbar mit PAN-basierten Hochleistungsfasern und elektrische sowie thermische Leistungen wie pechbasierte Fasern.
Die Carbon Lab Factory Lausitz, ein länderübergreifendes Projekt mit der TU Chemnitz, skalieret die Technologie in den Pilotmaßstab und bildet die gesamte Wertschöpfungskette ab. Dies unterstützt den Strukturwandel in der Lausitz und schafft eine einzigartige Forschungsinfrastruktur. Die Kombination aus ökologischer Verantwortung, technischer Exzellenz und wirtschaftlicher Effizienz eröffnet neue Anwendungsfelder und Wettbewerbsvorteile, da die Nachfrage nach nachhaltigen Hochleistungsmaterialien stetig wächst.
