PreFiber - Ny process för våtspinning av ligninbaserad kolfiber-prekursor


Projektets idé
Vår idé med PreFiber är att utveckla en ny metod för att tillverka kostnadseffektiva, biobaserade och högkvalitativa ligninfiber för kolfiberframställning.

Bild

Projektets bidrag till programmålen
Prefibers mål att demonstrera produktion av en solid, defektfri och tunn prekursorfiber till kolfiber bestående av mer än 50 % lignin, med efterföljande konvertering till en ligninbaserad kolfiber. Dagens kolfiber är baserade på icke förnybara råvaror och/eller mycket dyra vilket gör att de endast används i synnerligen exklusiva produkter. Fördelarna med lignin som råvara är att det är förnyelsebart, har högt kolinnehåll och kan isoleras i stor kvantitet från massafabrikens sidoström vilket sammantaget ger goda förutsättningar för produktion av konkurrenskraftig kolfiber.

Resultaten kan förhoppningsvis bidra till snabbare kommersialisering av ligninbaserade kolfibrer och därmed billigare kolfiberkompositer. Sådana kan t ex delvis ersätta stål i bilkonstruktioner, vilket skulle ge stora miljövinster i form av minskad fordonsvikt, upp till 600 kg lättare personbilar, och därmed minskad bränsleförbrukning. Att använda lignin till på detta sätt skulle spara 50 gånger så mycket energi som att endast använda lignin som ersättning till olja uppvärmning, som sker idag.

Genomförande
Två av Sveriges främsta forskningsinstitut inom våtspinning (Swerea IVF) och ligninbaserade kolfibrer (Innventia) tillsammans med ett företag som äger patent och levererar utrustning för ligninisolering (Valmet) kommer att samarbeta för att nå målen inom PreFiber.

För att kolfiber av hög kvalitet ska kunna produceras är det viktigt att utgå från en prekursorfiber med goda egenskaper: hög molekylär ordning samt frånvaro av porer och synliga defekter. Hittills har forskningen på ligninbaserad prekursorfiber till kolfiber inte utmynnat i en produkt av kommersiell kvalitet. Huvudsakligen har ligninfibern då tillverkats genom smältspinning, vilket ställer speciella krav på ligninets termiska egenskaper. Genom att istället utveckla våtspinning för ligninfibrer kommer vi att kunna gå runt detta hinder. Stor fokus kommer att läggas på att optimera våtspinning och att välja ut lämpliga ligniner, en del i processkedjan är relativt outforskad. Swerea IVF har i förstudier visat att det går att samspinna lignin med cellulosa, vilket därför utgör en startpunkt i detta projekt.

Projektpartners
Projektledare: Carina Olsson, Swerea IVF
Samtliga deltagande företag: Swerea IVF, Innventia, Valmet Power AB

Tid
Startdatum: 2015-01-01
Slutdatum: 2015-06-30