Новый процесс, введенный американскими химиками, может превратить мусор в ценные графеновые хлопья. Причем это достаточно быстро, недорого и экологично. Известно, что каждую минуту в мире выбрасываются кучи пищевых отходов и пластика. Именно эти массы будут использованы для производства материала для аккумуляторов будущего, ведь любое твердое вещество на основе углерода, включая пластик и резиновые шины, может быть превращено в графен.
Это прорыв
Порошок технического углерода превращается в графен при помощи вспышки света и тепла с помощью методики, разработанной в Университете Райса. Для этого ученые нагревают нужную смесь органических отходов до 300 кельвинов за 10 миллисекунд.
Исходным материалом при этом может быть самый разнообразный мусор:
- отходы пищевой промышленности;
- пластик;
- уголь;
- стружка древесная;
- нефтяной кокс.
При сложившейся реальной цене графена от 65 000 до 200 000 долларов за тонну сам процесс выглядит довольно привлекательным.
На страже экологии
Доказано, что концентрация всего лишь 0,1 % графена в цементе, что предназначается для процесса связывания бетона, способна на треть снизить агрессивное его влияние на окружающую среду. При производстве цемента ежегодно выбрасывается до 8 % двуокиси углерода, поэтому проблема более чем актуальна. Укрепляя бетон графеном, возможно использовать меньше исходного сырья для строительства.
Мусор как сокровище
Преобразование мусора в ценный продукт - это прорыв. В итоге здесь графен действует как в качестве 2D-шаблона, так и в качестве армирующего агента.
Конечно, в прошлом графен был слишком дорог, чтобы использовать его в этих целях. Но процесс, изобретенный американскими химиками, значительно уменьшит цену и поможет сократить отходы. Этот процесс отлично согласуется с недавно объявленной инициативой Rice по созданию углеродного хаба для достижения нулевых выбросов в будущем.
Суть процесса
Внезапное джоулевское нагревание бытового мусора для получения графена - это лабораторная разработка аспиранта Райса и ученого по имени Луонг. В результате происходит улучшение таких процессов, как выделение самого графена. Теперь не надо применять метод обработки химическим паром и использовать металлическую фольгу. Поэтому производство, которое раньше требовало прикладывания больших усилий и дорогостоящих материалов, превращается в простое и дешевое.
В мгновение ока сажа превращается в графен с помощью метода, разработанного учеными химиками. Стоит заметить, что это процесс на самом деле инновационный, ведь в объемный графен теперь можно будет превратить углерод, даже содержащийся в обычном мусоре.
Моделирование на уровне атома учеными-химиками подтвердило, что главным условием быстрого получения необходимого материала из мусора является лишь высокая температура. Существенно ускоряется геологический процесс, с помощью которого углерод эволюционирует в свое основное состояние. Химики надеются в будущем производить до килограмма графена в день. Это довольно смелые заявления, учитывая, что в качестве сырья будет использоваться самый обыкновенный мусор.
