美國能源部(DOE)國家可再生能源實驗室(NREL)的化學工程師Eric Karp和其他人正在進行的研究將丙烯腈(ACN)轉化為碳纖維
卡普說“碳纖維是種驚人的輕質材料，想象一下，用碳纖維替換汽車中的所有鋼鐵和鋁。我們知道每加侖汽油行駛可以60英里?？紤]一下汽車可以達到的汽油支持行駛的里程數。”
“我們提出了六種不同的方法來生產生物基丙烯腈，”NREL的高級研究員Gregg Beckham說。他與Karp，高級研究工程師Derek Vardon，首席科學家Bob Baldwin以及生物能源科學與技術副實驗室主任Adam Bratis一起撰寫了關于確保能源部資金的提案，綠化了該項目并促使了NREL成立可再生碳纖維聯合會。他們測試了六種方法中的三種，包括他們開發的一種稱為“腈化”的新催化方法。
腈化可以使用各種原料。在第一階段，NREL研究人員使用玉米秸稈，其中包括收獲作物后留下的莖和葉。該生物質中的糖通過微生物轉化為3-羥基丙酸(3-HP)，其在隨后的步驟中轉化為丙烯腈。
“這是一種轉基因菌株，因為我們用于3-HP生產的微生物，它們不能自然地產生它，”負責研究生物成分的SàncheziNogué說。對于第二階段，全球公司嘉吉公司將生產更大的產量。“他們的工業轉化技術能夠產生3-HP，其效率遠高于我們內部的效率，”她補充道。
作為可再生碳纖維聯盟的成員，嘉吉和其他公司將在推動研究方面發揮重要作用。西弗吉尼亞州的一家非營利性研究機構MATRIC將把嘉吉的3-HP轉換為ACN。然后，一家葡萄牙公司將生產碳纖維并交給福特汽車公司。汽車制造商將碳纖維制成零件，并將生物質衍生版本與傳統工藝制造的版本進行比較。
玉米秸稈被用于制造可再生的丙烯腈
生物質衍生的ACN的NREL工藝是否最終得以實現將取決于所得碳纖維的強度和性質以及與經過驗證方法的比較。“如果我們把它放到飛機上，它會安全嗎?” 布拉迪斯問道。“如果我們將它放入汽車中，它是否安全?如果我們將它放入高爾夫球桿，我們是否會獲得相同的射程?”
答案將隨著時間的推移而進行，其他研究已在進行中。
