低成本碳纤维项目进入试点阶段

美国能源部(DOE)已经选定南方研究所(Southern Research)获得高达590万美元的奖励,以推动生物质能生产高性能,低成本的碳纤维。美国能源部奖将资助开发一种将非食物生物质中的糖转化为丙烯腈的多步催化过程 – 丙烯腈是碳纤维生产的关键前体。

由于其强度高,重量轻,碳纤维的工业需求在国防,航天,航空,汽车,风机生产和体育用品制造等领域持续增长。

在南卡罗来纳州达勒姆的工厂,Southern Research公司正在开发一种使用可再生,非食品生物质原料生产丙烯腈和其他生物基化学品的方法。

美国能源部2014年7月宣布的初始奖项分为两个阶段。第一阶段呼吁完成实验室规模的研究,以展示过程并验证技术经济可行性。第二阶段包括建设和经营一个试点工厂,以扩大生产丙烯腈千克水平的过程,同时展示过程可靠性和产品验证。

Southern Research在2017年成功完成了第一阶段的工作,并且达到了DOE的所有里程碑。11月下旬,能源部批准了该项目的二期工程,南方研究开始试点工厂建设。

南方研究能源与环境副总裁Bill Grieco博士表示,该组织利用生物质生产丙烯腈的过程有望改变碳纤维供应链的经济和环境足迹。

“碳纤维的使用正在增加,因为制造商希望增加力量,同时也减少其产品的重量。这些制造商也要求更低的成本和可持续生产的碳纤维,“Grieco说。

“通过专注于将生物质衍生糖转化为最高品质碳纤维的关键原材料 – 丙烯腈,南方研究正在实现低成本的碳纤维,而不会对产品性能产生任何影响。”

由该项目的副主任兼主要研究员Amit Goyal博士领导的南方研究小组开发的工艺生产的丙烯腈比传统生产方法便宜约20%。这一过程还导致温室气体减少37%。

戈亚尔说:“在南方研究中,我们开发了一种创新,优雅的工艺,利用来自任何来源的生物质衍生糖,允许使用各种生物质原料生产丙烯腈,”这一过程不仅可能改善经济,但与传统制造方法相比,也可能改善碳纤维生产的整体环境足迹。“

该项目的团队成员包括  索尔维复合材料  和  新泽西理工学院  (NJIT)。南方研究所生产的生物基丙烯腈将由主要碳纤维生产商苏威(Solvay)进行验证,并与石油基丙烯腈作为潜在的直接替代品进行比较。NJIT将协助催化剂表征,以优化催化剂性能。

索尔维碳纤维研究与创新总监Billy Harmon表示:“索尔维对此次研究的重要性以及我们成为碳纤维技术下一个发展领域值得信赖和重视的合作伙伴的能力感到非常兴奋。

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