Нов процес превръща боклука на базата на въглерод в „чуден материал“ графен

(Джеф Фитлоу/Университет Райс)

Учените са разработили нова техника за превръщане на почти всеки боклук, базиран на въглерод – от бананови кори до автомобилни гуми – в графен люспи, процес, който може да осигури изключително положително въздействие върху околната среда.

Техниката 'флаш графен' е бърза и евтина и включва нагряване на отпадъчни продукти до 3000 Келвина (2727 градуса по Целзий или 4940 градуса по Фаренхайт). Това разрушава въглеродните връзки вътре в целевите материали, които след това се реконструират като графен само за милисекунди.

Това не само ни дава начини да използваме боклука, който иначе би бил изхвърлен, но е ефективен и евтин начин запроизводство на графен, които след това могат да се използват по различни екологични начини.

„Това е голяма работа“ казва химикът Джеймс Тур от университета Райс. „Светът изхвърля 30 процента до 40 процента от цялата храна, защото се разваля, а пластмасовите отпадъци са проблем за целия свят.“

„Вече сме доказали, че всяка твърда въглеродна материя, включително смесени пластмасови отпадъци и гумени гуми, може да се превърне в графен.“

Съществуващите процеси за производство на графен водят или до нискокачествен графен, или до висококачествен графен в малки количества. Тук учените са успели да разработят техника, която получава прилично количество от добрите неща, за по-бързо време и на по-ниска цена.

В центъра на операцията е метод, известен като Джаулово нагряване , където бърз удар на електричество се използва за генериране на интензивна топлина. Това е процес, който преди е бил използван от учените за създаване на метални наночастици.

Ако графенът може да се генерира евтино, това означава, че той може да се използва на повече места – за подпомагане на производството на автомобили или дрехи, например, или в цимент за свързване на бетон (процес, отговорен за около 8 процента произведен от човека CO2 всяка година).

„Чрез укрепване на бетона с графен, бихме могли да използваме по-малко бетон за строителство и би струвало по-малко за производство и по-малко за транспортиране“, казва Тур . „По същество ние улавяме парникови газове като въглероден диоксид и метан, които отпадъчната храна би отделила в сметищата.“

„Ние превръщаме тези въглероди в графен и добавяме този графен към бетона, като по този начин намаляваме количеството въглероден диоксид, генериран при производството на бетон. Това е печеливш екологичен сценарий, използващ графен.

Описаната техника може да помогне за превръщането на материали като отпадъчна храна, пластмасови отпадъци, петролен кокс, въглища, дървени изрезки и биовъглен в ценен графен, казват изследователите. Също така трябва да е сравнително лесно за увеличаване.

Температурата е ключовата – тя по същество ускорява еволюцията на въглерода в неговото графитно основно състояние, но също така спира тази еволюция точно в правилната точка за събиране на висококачествен графен.

За процеса не са необходими разтворители или химически добавки, а невъглеродните елементи се отделят като газ. Нещо повече, процесът произвежда много малко излишна топлина и съдържащото устройство е хладно на допир само няколко секунди след това.

Графенът вече е доказал своята стойност в множество приложения, обхващащиелектроника, производство ипочистване на замърсители. Сега учените могат да го произвеждат на по-ниска цена, като същевременно използват повторно материали, които иначе биха отишли ​​на вятъра.

„Превръщането на боклука в съкровище е от ключово значение за кръговата икономика“, казва материалният учен Rouzbeh Shahsavari от университета Райс.

Изследването е публикувано в Природата .

За Нас

Публикуването На Независими, Доказани Факти От Доклади За Здравето, Пространството, Природата, Технологиите И Околната Среда.