Nový proces premieňa odpad na báze uhlíka na „zázračný materiál“ grafén

(Jeff Fitlow/Rice University)

Vedci vyvinuli novú techniku ​​na premenu takmer akéhokoľvek odpadu na báze uhlíka – od banánových šupiek po pneumatiky áut – na grafén vločky, čo je proces, ktorý môže mať mimoriadne pozitívny vplyv na životné prostredie.

Technika „bleskového grafénu“ je rýchla a lacná a zahŕňa zahriatie odpadových produktov na 3 000 Kelvinov (2 727 stupňov Celzia alebo 4 940 stupňov Fahrenheita). To preruší uhlíkové väzby vo vnútri cieľových materiálov, ktoré sa potom zrekonštruujú ako grafén v priebehu milisekúnd.

Nielenže nám to poskytuje spôsoby, ako využiť odpad, ktorý by sme inak vyhodili, ale je to aj efektívny a lacný spôsobprodukujúci grafén, ktoré potom možno použiť rôznymi ekologickými spôsobmi.



'Toto je veľká vec,' hovorí chemik James Tour z Rice University. 'Svet vyhodí 30 až 40 percent všetkého jedla, pretože sa pokazí, a plastový odpad je celosvetovým problémom.'

'Už sme dokázali, že akákoľvek pevná látka na báze uhlíka, vrátane zmiešaného plastového odpadu a gumených pneumatík, môže byť premenená na grafén.'

Výsledkom existujúcich procesov výroby grafénu je buď grafén nízkej kvality, alebo grafén vysokej kvality v malých objemoch. Tu vedci dokázali vyvinúť techniku, ktorá získa slušné množstvo dobrých vecí, v rýchlejšom čase a za nižšiu cenu.

V centre operácie je metóda známa ako Joule zahrievanie , kde sa na generovanie intenzívneho tepla využíva rýchly náraz elektriny. Je to proces, ktorý vedci predtým používali na vytváranie kovových nanočastíc.

Ak sa dá grafén generovať lacno, potom to znamená, že sa dá použiť na viacerých miestach – napríklad na pomoc pri výrobe áut alebo odevov, alebo v cemente na spájanie betónu (proces zodpovedný za okolo 8 percent človekom vyprodukovaného CO2 každý rok).

„Spevnením betónu grafénom by sme mohli použiť menej betónu na stavbu a jeho výroba by bola nižšia a preprava by bola nižšia,“ hovorí Tour . „V podstate zachytávame skleníkové plyny, ako je oxid uhličitý a metán, ktoré by sa plytvanie potravinami uvoľnilo na skládkach.“

„Premieňame tieto uhlíky na grafén a pridávame tento grafén do betónu, čím znižujeme množstvo oxidu uhličitého generovaného pri výrobe betónu. Je to obojstranne výhodný environmentálny scenár využívajúci grafén.“

Načrtnutá technika by mohla pomôcť premeniť materiály ako odpadové potraviny, plastový odpad, ropný koks, uhlie, drevené odrezky a biouhlie na hodnotný grafén, hovoria vedci. Malo by byť tiež relatívne ľahké ho zväčšiť.

Je to teplota, ktorá je kľúčová – v podstate urýchľuje vývoj uhlíka do jeho základného grafitového stavu, ale tiež zastaví tento vývoj presne v správnom bode, aby sa získal vysokokvalitný grafén.

Pre proces nie sú potrebné žiadne rozpúšťadlá ani chemické prísady a neuhlíkové prvky sa uvoľňujú ako plyn. A čo viac, proces produkuje veľmi málo prebytočného tepla a zariadenie, ktoré obsahuje, je na dotyk chladné už po niekoľkých sekundách.

Grafén sa už osvedčil v mnohých aplikáciách pokrývajúcichelektronika, výroba ačistenie znečisťujúcich látok. Teraz ho vedci môžu vyrábať s nižšími nákladmi a zároveň opätovne používať materiály, ktoré by inak vyšli nazmar.

„Premena odpadu na poklad je kľúčom k obehovému hospodárstvu,“ hovorí materiálový vedec Rouzbeh Shahsavari z Rice University.

Výskum bol publikovaný v r Príroda .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.