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

      • 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

 1573

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:

Фото: Конец 1980-х - начало 1990-х годов, заповедник Кенай, ели (слева), пораженные короедами. Сегодня та же самая область парка покрыта пастбищами. Предоставлено Джоном Мортоном. Yale Environment 360

Меры для адаптации природы Аляски к потеплению климата

Обновлено: 27.01.2021
 1196
Минеральная вата. Service Partners

Экологически чистая изоляция для ограждающих конструкций здания

Обновлено: 10.11.2021
 665
Фото с сайта: www.hydrogenfuelnews.com

Водород будут производить на месторождениях нефти

Обновлено: 15.02.2021
 1433

Комментарии ()

    Написать комментарий

    Недавние публикации

    Сравнение систем отопления

    Системы отопления для частного дома: сравнение теплого пола и радиаторов, преимущества комбинированного подхода

    Обновлено: 13.11.2024  225
    Центробежные одноступенчатые насосы для сточных вод JETEX KНF/KVF

    Центробежные насосы для сточных вод JETEX - обзор

    Обновлено: 30.01.2024  1804
    Горизонтальный резервуар

    Важные критерии при заказе изготовления горизонтальных резервуаров

    Обновлено: 29.11.2023  1432

    Популярные категории

    • Альтернативная энергия57
    • Твердотопливные котлы и печи, камины34
    • Вентиляция и кондиционирование28
    • Исследования40
    • Оборудование и материалы88

    Разместить статью

    Портал TEPLOKARTA.RU доступен в Google Play

    Ссылки:

    • Контакты
    • Разместить статью
    • Конфиденциальность
    VK Telegram

    © 2024 Россия. Копировать без ссылки запрещено.  TEPLOKARTA.RU

    Отправить сообщение об ошибке?

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