סיבי פחמן מצמחים

סיבי פחמן חוללו מהפכה בתחומים רבים בחיינו כמו הנדסה אזרחית, תעופה ותעשייה צבאית. הם חזקים פי חמישה מפלדה ועם זאת קלים מאוד. הם גם, למרבה הצער, יקרים יחסית. צוות חוקרים במעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת בקולורדו פיתח טכנולוגיה לייצור סיבי פחמן ממקורות מתחדשים. הודות לכך, ניתן להוזיל משמעותית את מחירם ובמקביל להפחית את פליטת גזי החממה.

סיבי פחמן מאופיינים בקשיחות גבוהה, חוזק מכני גבוה ומשקל נמוך. בשל מאפיינים אלו, הם שימשו בבנייה, לרבות במשך שנים רבות. מטוסים, מכוניות ספורט, כמו גם אופניים ומחבטי טניס. הם מתקבלים בתהליך פירוליזה של פולימרים ממקור נפט (בעיקר polyacrylonitrile), המורכב משעות רבות של חימום של סיבי פולימר בטמפרטורות של עד 3000 ℃, ללא חמצן ובלחץ גבוה. זה פחם לחלוטין את הסיבים - לא נשאר דבר מלבד פחמן. האטומים של יסוד זה יוצרים מבנה משושה מסודר (בדומה לגרפיט או גרפן), שאחראי ישירות לתכונות יוצאות הדופן של סיבי פחמן.

האמריקאים לא מתכננים לשנות את שלב הפירוליזה עצמו. במקום זאת, הם רוצים לשנות את האופן שבו הם מייצרים את חומר הגלם העיקרי שלהם, פוליאקרילוניטריל. הסינתזה של פולימר זה דורשת אקרילוניטריל, שנוצר כיום כתוצאה מעיבוד נפט גולמי. מדעני קולורדו מציעים להחליף אותו בפסולת חקלאית אורגנית. הסוכרים המופקים מביומסה כזו עוברים תסיסה על ידי מיקרואורגניזמים נבחרים ולאחר מכן מומרים המוצרים שלהם לאקרילוניטריל. הייצור ממשיך כרגיל.

השימוש בחומרי גלם מתחדשים בתהליך זה יסייע בהפחתת פליטת גזי חממה לאטמוספירה. גם זמינות הפוליאקרילוניטריל בשוק תגדל, מה שיוביל להורדת מחירים של סיבי פחמן המבוססים עליו. נותר רק לחכות לשימוש התעשייתי בשיטה זו.

מקור: popsci.com, תמונה: upload.wikimedia.org