Энергетика, природные ресурсы, инженерные системы

Информационный портал ТЕПЛОКАРТА
  • Главная
    • Главная

      • Твердотопливные котлы и печи, камины
      • Системы отопления и охлаждения
      • Альтернативная энергия
      • Водоснабжение и водоотведение
      • Вентиляция и кондиционирование
      • Оборудование и материалы
      • Энергоэффективность и энергосбережение
      • Природные ресурсы, экология и строительство
      • Ядерная энергетика
      • Новости, обзоры, события
      • Исследования
  • Указатель терминов
  • Облако тегов
  • О портале
    • О портале

      • Контакты
      • Разместить статью
Фото: Порошок технического углерода превращается в графен во вспышке света и тепла благодаря методике, разработанной в Университете Райса. Вспышка энергии превращает любой источник углерода в ценный 2D материал за 10 миллисекунд. Photo by Jeff Fitlow
Фото: Порошок технического углерода превращается в графен во вспышке света и тепла благодаря методике, разработанной в Университете Райса. Вспышка энергии превращает любой источник углерода в ценный 2D материал за 10 миллисекунд. Photo by Jeff Fitlow

Появилась возможность мгновенно превращать мусор в графен

Природные ресурсы, экология и строительство

Опубликовано: 28.01.2020

Обновлено: 02.08.2020

 1253

Композиты графена с пластиком, металлами, фанерой, бетоном и другими строительными материалами станут основным продуктом для рынков сбыта графена

Новый процесс, разработанный в лаборатории Университета Райса, может преобразовать практически любой массовый источник углерода в ценные хлопья графена. Он характеризуется быстротой и дешевизной. Метод «мгновенного получения графена» может преобразовывать уголь, пищевые отходы или пластик в графен с меньшими в несколько раз затратами, чем, если бы это было достигнуто другими известными способами.

В мире выбрасывается от 30% до 40% всей еды, а пластиковые отходы вызывают озабоченность во всем мире. Уже было доказано, что любое твердое углеродное вещество, включая смешанные пластмассовые отходы и резиновые шины, можно превратить в графен.

Как сообщается в журнале Nature, «моментальный графен» производится за 10 миллисекунд путем нагрева углеродсодержащих материалов до 2727 °С. Исходный материал может быть почти любым, главное, чтобы в нем содержался углерод. Пищевые отходы, пластик, нефтяной кокс, уголь, остатки древесины и биочар рассматриваются в качестве главных кандидатов для переработки. «При нынешней коммерческой цене графена от 67 000 до 200 000 долларов за тонну, перспективы использования этого процесса выглядят потрясающими».

Концентрация всего лишь 0,1% графена в цементе, который используется для связывания бетона, могла бы на треть уменьшить его колоссальное воздействие на окружающую среду. По некоторым сообщениям, при производстве цемента ежегодно выделяется до 8% всех антропогенных выбросов диоксида углерода на планете. «Преобразование мусора в ценный ресурс - это ключ к круговой экономике. Здесь графен оказывает двойное воздействие: улучшает гидратацию цемента и помогает развитию прочности бетона».

Кроме того, этот процесс позволяет получать «турбостратический» графен со смещенными слоями, которые легко отделить. Такой графен, используя другие процессы, такие как отслоение графита, очень трудно получить. Слои прочно держатся вместе. Но с турбостратическим графеном работать намного проще, потому что адгезия между его слоями значительно ниже. Они просто распадаются в растворе или при смешивании c композитами.

Исследователи отметили, что использованная кофейная гуща превращается в нетронутые однослойные листы графена. По их словам, композиты графена с пластиком, металлами, фанерой, бетоном и другими строительными материалами станут основным продуктом для рынков сбыта графена.

Процесс преобразования происходит в специально разработанном реакторе, в котором из быстро нагреваемого материала выделяются все не углеродные элементы в виде газа. В дальнейшем, ценные его составляющие, такие как азот и кислород, также могут быть захвачены.

По словам исследователей, процесс производит очень мало избыточного тепла, направляя почти всю используемую энергию прямо в цель. «Можно приложить палец прямо к контейнеру через несколько секунд после окончания процесса. И при этом стоить отметить, что в процессе используется почти в три раза большая температура, чем в печах химического осаждения из паровой фазы, которые ранее применялись для производства графена». В процессе мгновенного испарения тепло концентрируется в углеродном материале, а не в окружающем его реакторе.

«Вся избыточная энергия проявляется в виде света, в очень яркой вспышке, а поскольку растворителей нет, то этот процесс является очень чистым». «Понимание процесса начало приходить, когда было обращено внимание на джоулев нагрев для получения изменяющих фазу наночастиц металлов. В итоге, стало понятно, что процесс не дает ничего, кроме высококачественного графена».

Связанная статья журнала Nature:

https://doi.org/10.1038/s41586-020-1938-0

 

Источник: Rice University

0.00%
0 0
 Теги:

Публикации на похожую тему:

В кварцевом пегматите черный турмалин преобразуется в розовый. (Фото: Patrick Phelps/Rice University)

Драгоценные кристаллы могут появиться в земной породе за несколько лет

Обновлено: 07.10.2020
 655
Фото с сайта: www.oecd.org. Зеленый рост и устойчивое развитие

Может ли «зеленый рост» сдержать изменение климата?

Обновлено: 20.05.2021
 1013
Фото: Mabel Amber, still incognito... с сайта Pixabay

Бактерии потребляют электричество и производят биопластик

Обновлено: 04.05.2020
 1191

Комментарии ()

    Написать комментарий

    Недавние публикации

    Звуковые эффекты в зданиях напрямую зависят от материалов, из которых сделаны потолки, стены, двери и другие ограждающие конструкции. Фото: Rockfon

    Звукопоглощение, звукоизоляция и фоновый шум в зданиях

    Обновлено: 26.07.2022  637
    Тепло выделяется из оксида марганца, когда молекулы воды поглощаются слоистой структурой. Ⓒ Norihiko L. Okamoto

    Вода усиливает способность материала поглощать и отдавать тепло

    Обновлено: 21.04.2022  641
    Струи пламени нагревают теплообменник в печи с принудительной подачей разогретого воздуха в систему отопления. Service Champions

    Отопительные печи с принудительной подачей воздуха в помещение

    Обновлено: 07.05.2022  606

    Популярные категории

    • Системы отопления и охлаждения55
    • Ядерная энергетика6
    • Альтернативная энергия57
    • Твердотопливные котлы и печи, камины34
    • Энергоэффективность и энергосбережение44

    Разместить статью

    Портал TEPLOKARTA.RU доступен в Google Play

    Ссылки:

    • Контакты
    • Разместить статью
    • Конфиденциальность
    VK Telegram

    © 2023 Россия. Копировать без ссылки запрещено.  TEPLOKARTA.RU

    Отправить сообщение об ошибке?

    Ошибка:
    Выделите опечатку и нажмите Ctrl + Enter, чтобы отправить сообщение об ошибке.