Эту банановую кожуру, превратились в графене, может способствовать массовому сокращению воздействия на окружающую среду, бетона и других строительных материалов. В то время как вы на него, бросить в эти пластиковые тары.
Новый процесс представлен в лаборатории Университета Райс химик Джеймс Тур может перевернуть больших количествах практически любой источник углерода в ценные чешуек графена. Процесс быстрый и дешевый тур рассказал «техника флэш-графен» может конвертировать тонну угля, пищевые отходы и пластик в графене на долю от стоимости используемых других сыпучих графена методов производства.
«Это очень много», — сказал Тур. «Мир выбрасывает 30% до 40% всех продуктов питания, потому что он поступает плохо, и пластиковых отходов является общемировой проблемой. Мы уже доказали, что твердых углеродных веществ, в том числе смешанных пластиковых отходов и резиновых покрышек, можно превратить в графен».
Как сообщается в Nature, флеш графена производится в 10 миллисекунд при нагреве углеродсодержащих материалов в 3000 Кельвинов (около 5000 градусов по Фаренгейту). Исходный материал может быть почти ничего с содержанием углерода. Пищевые отходы, пластиковые отходы, нефтяной кокс, уголь, дрова вырезки и биоугля являются первыми кандидатами, — говорит тур. «С нынешней коммерческой цене графена в $67,000 до 200 000 долларов за тонну, перспективы этого процесса выглядят великолепно», — сказал он.
Тур сказал концентрацией всего лишь 0,1% флеш графена в цемент используется для связывания бетона может уменьшить его огромного воздействия на окружающую среду на треть. Как сообщалось, производство цемента в атмосферу аж на 8% антропогенных выбросов двуокиси углерода ежегодно.
«Путем укрепления бетона с графеном, мы могли бы использовать меньше бетона для строительства, и это будет стоить меньше производить и меньше транспорта», — сказал он. «По сути, мы парниковые газы, как диоксид углерода и метан, что пищевые отходы были бы выбрасываемых на свалки. Мы превращаем этих атомов углерода в графене и добавив, что графен для бетона, тем самым снижая количество диоксида углерода, который образуется в бетонном производстве. Это беспроигрышный экологических сценариев с использованием графена».
«Превращая мусор в сокровище является ключом к круговой экономике», — говорит Со-автор Rouzbeh Shahsavari, адъюнкт-доцент кафедры гражданской и экологической инженерии и материаловедения и наноинженерии в Райс и президент с-Крит технологий. «Вот, графен выступает в качестве шаблона 2D и усиливая агент, который контролирует гидратации цемента и последующее развитие силы».
В прошлом туре сказал: «графен был слишком дорогим для использования в этих приложениях. Вспышка процесса позволит значительно снизить цену, в то время как это помогает нам лучше управлять отходами».
«С помощью нашего метода, что углерод будет исправлена», — сказал он. «Он не будет снова попадать в воздух».
Процесс хорошо согласуется с недавно Райс объявила инициативу углерода концентратор для создания нулевым уровнем выбросов в будущем, что перенаправляет углеводородов из нефти и газа для выработки газообразного водорода и твердого углерода с нулевым выбросом углекислого газа. Процесс Flash графен может конвертировать, что твердый углерод в графене для бетона, асфальт, здание, автомобили, одежда и многое другое, — говорит тур.
Флэш-Джоулев нагрев для объемной графена, разработанный в лаборатории экскурсия на рис аспирант и ведущий автор дуй Лыонг, улучшает методики, как пилинг из графита и химического осаждения на металлическую фольгу, которая требует гораздо больше усилий и затрат, чтобы произвести немного графена.
Еще лучше, процесс производит «turbostratic» графена, неровные слои, которые легко отделить. «А-Б свалили графена от других процессов, таких как отслаивание графита, очень трудно растащить,» — говорит тур. «Слои придерживается твердо вместе.
Но turbostratic графен гораздо легче работать, потому что адгезия между слоями значительно ниже. Они просто распадаются в растворе или после смешивания в композитах.
«Это важно, потому что теперь мы можем сделать каждый из этих один-атомных слоев, чтобы взаимодействовать с хозяином композитный», — сказал он.
В лаборатории отметили, что кофейная гуща превращается в первозданном однослойных листов графена.
Навальный композитов графен с пластика, металла, фанеры, бетона и других строительных материалов будет основным рынком для флэш-графена, по словам исследователей, которые уже протестировали графен-расширение бетона и пластика.
Вспышка происходит в специально разработанный реактор, который быстро нагревает материал и выделяет все элементы неуглеродные как газ. «Когда этот процесс является промышленно развитые, элементы, такие как кислород и азот, что выход флэш-реактора можно попасть впросак, так как малые молекулы, потому что они имеют значение,» — говорит тур.
Он сказал, что Флэш-процесс производит очень мало избыточного тепла, направляя почти всю свою энергию в цель. «Вы можете положить палец прямо на контейнер несколько секунд после этого,» — говорит тур. «И имейте в виду, это почти в три раза жарче, чем химического осаждения из газовой фазы печи, которые мы раньше использовали, чтобы сделать графен, но в Flash процесс тепло концентрируется в материальных и углерода не в окружающих реактор.
«Вся избыточная энергия выходит в свет, в очень яркую вспышку, и потому что нет никаких растворителей, это очень чистый процесс», — сказал он.
Лыонг не ожидал найти графена, когда он загорелся сначала мелкое устройство, чтобы найти новых фаз материалов, начиная с образца сажи. «Это началось, когда я взглянул на научная работа про вспышки Джоулев нагрев, чтобы сделать этап-изменение наночастиц металлов», — сказал он. Но Лыонг быстро понял, что процесс производят ничего, кроме высококачественного графена.
Атом-уровень моделирования исследователем Райса и соавтор Ксения ставки подтвердил, что температура является ключевым фактором к быстрому формированию материала. «Мы существенно ускорить медленный геологический процесс, при котором углерод превращается в его основное состояние, графита», — сказала она. «Значительно ускоряется всплеск тепла, он также остановился на нужном мгновенно, на этапе графена.
«Это удивительно, как государство-оф-искусство компьютерного моделирования, крайне медленно, за соблюдение такого кинетики, раскрывают подробности высокой температуры-модуляцией атомной движений и преобразований», — сказал Бец.
Тур надежды, чтобы произвести килограмм (2,2 фунта) в день вспышки графен в течение двух лет, начиная с проекта, финансируемого Министерством энергетики США для преобразования источников угля. «Это может обеспечить выход для угля в крупных размерах путем преобразования его недорого в более высокой стоимости строительных материалов», — сказал он.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!