【生物基能源与材料】获悉，4月21日，HS晓星先进材料宣布，其自2022年起投资的美国化学技术初创公司Trillium，已成功进行将植物基原料制成的100%生物丙烯腈(ACN)聚合成聚丙烯腈(PAN)的实验。

PAN是将丙烯腈连接在一起得到的聚合物，90%以上的碳纤维都是由PAN制成的。此次实验的意义在于开发出100%生物基碳纤维原料，从而避免了传统石油基丙烯原料的使用。

HS晓星表示，“如果以这种环保原料为基础生产高性能碳纤维，经计算，与现有的PAN碳纤维相比，可以减少约15%~25%的碳足迹。”

生物基碳纤维是一种以生物质为原料制备的碳纤维，具有高强度、高刚性、高耐久性等特点，是一种绿色、环保的材料，可用于车辆、航空航天、体育器材等领域。与传统金属材料相比，生物基碳纤维具有更高的强度、刚性和耐久性，同时重量也大大减轻，可以提高汽车的燃油效率和性能、目前，宝马、奥迪等知名汽车品牌已经将生物基碳纤维应用于汽车生产中，波音、空客等航空公司已经也在使用生物基碳纤维材料。

大多碳纤维都以丙烯腈通过聚合工艺得到的聚丙烯腈为前体,再经过纺丝后形成原丝，不同原料生产碳纤维的简要工艺流程如下图。为了降低碳纤维生产成本及对化石原料的依赖，基于木质素、甘油（丙三醇）和木质纤维素糖等原料碳纤维原丝研究日益受到关注。

木质素是自然界中最为丰富的、携有芳烃环的生物质资源之一。硫酸盐法制浆工艺为广泛使用的工艺技术，采用高温和碱性化学品，从纤维素中分离木质素，木质素市场价格较石油基丙烯腈要低得多，成本优势明显，从成本角度考虑，其在未来将有较好的开发前景。

使用非粮生物质原料，采用催化工艺转换为生物基丙烯腈，或采用生物途径制得ACN。美国能源部生物能源技术办公室（BETO）欲降低碳纤维生产成本，其采用C5、C6混合糖为原料，通过移去不纯物，加氢裂解、脱水，得到丙烯醛，再经过氨氧化反应生成生物基丙烯腈。

以甘油为原料的丙烯腈合成技术是甘油的有效利用途径之一。可通过气相或液相直接合成丙烯腈，或以催化转换方式，甘油直接脱水和气相转化为烯丙醇，并直接氧化成生物基丙烯腈。

据市场研究公司Markets and Markets预测，全球生物基碳纤维市场规模将从2019年的1.28亿美元增长到2025年的3.76亿美元，年复合增长率为18.1%。生物基碳纤维产业市场规模一直保持增长趋势，全球生物基碳纤维市场主要由日本东丽、日本东邦化学、美国亨斯曼等少数几家公司垄断。日本东丽是全球最大的碳纤维生产商，其生物基碳纤维产品“Toyobo-100”已应用于汽车领域。斯道拉恩索集团2020年与Cordenka公司共同推进生物基碳纤维的前体开发，以将碳纤维前体开发升级到中试规模。英力士开建全球首个生物基丙烯腈示范工厂，且已确认Invireo（新型生物基丙烯腈）的首批销售。

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