Novi eksperimentalni postupak pretvara otpad od hrane u grafen za baterije

jovan

5 years ago

Grafen je već deceniju i po označen kao sledeći važni materijal. Neki su otišli toliko daleko da kažu da se nalazimo na vrhu novog doba kao što su bili bronzano ili čelično doba. Šuška se da je Tesla naporno radio na baterijama s grafenom i da bi to mogla biti baterija od million milja koju je pominjao Musk zajedno sa tim šta će biti u novom Roadsteru. Nažalost, grafen je izuzetno skup i težak za proizvodnju. Nego, nova istraživanja pokazuju da to može biti ne samo lakše nego ikad ranije, već će se čak i praviti od recikliranih materijala.

Grafen je oblik ugljenika, sličan grafitu ili dijamantu, koji ima bezbroj industrijskih upotreba, uključujući punjive baterije za električna vozila.
Proizvodnja grafena trenutno je toliko skupa i energetski zahtjevna da ga je gotovo nemoguće iskoristiti za nešto više od jako specijalizovanih, malih proizvoda.
Nova metoda za stvaranje velikih količina grafena ne samo da snižava cijenu, već koristi reciklirane materijale u procesu.

Tim istraživača sa Univerziteta “Rice” demonstrirao je mašinu veličine desktop računara koja može proizvesti grafen koristeći gotovo svaki materijal sa visokim sadržajem ugljenika. Uređaj može da se napaja iz obične zidne utičnice i postupak traje manje od sekunde. (Foto: Univerzitet Rice)

Grafen je jedan od mnogih oblika, ili alotropa, elementa ugljenika. Ugljenik možebiti bilo šta, počevši od grafita u vašoj olovci do dijamanata u vašem nakitu, zavisno od geometrije strukture atoma. U grafenu, atomi ugljenika su raspoređeni u jednom sloju, u stvari, to je bio prvi dvodimenzionalni materijal ikada otkriven.

To je novi materijal, prvi put izolovan 2004. god., na Univerzitetu u Mančesteru. Istraživači su slučajno otkrili da mogu proizvesti pojedinačne slojeve ugljenika nakon što su nanijeli ljepljivu traku na komad grafita i analizirali šta se odvojilo na traci kada je uklonjena.

Sadašnji način izrade grafena je brži, ali troši daleko više energije i materijala. List bakra se stavlja u peć. Kada se metan, fosilno gorivo, i vodonik, i energetski intenzivan element za izolaciju, ubrizgavaju u peć, grafen se taloži na bakar i metoda sa ljepljivom trakom se ponovo koristi kako bi se izuzeo.

Na fotografiji se vidi kako se komad čađi pretvara u grafen pomoću brzog naleta struje. Naboj razbija veze ugljenik / ugljenik i dok se komad hladi, atomi se ponovo vezuju kao grafen. Isti postupak je napravljen sa materijalom u rasponu od automobilske gume do kore od banana. (Foto: Univerzitet Rice)

Istraživači sa Univerziteta Rajs u Hjustonu, Teksas, razvili su metodu koja bilo šta od plastike i guma do prehrambenog otpada zagrijava na 2760 stepeni Celzijusa, gdje ostaje ugljenik i stvara se grafen. Ostali elementi se dobijaju tokom procesa za druge namjene. Čak i sa ekstremno visokim temperaturama, za korišćeni reaktor se kaže da je izuzetno energetski efikasan i koristi kondenzatore koji ispuštaju struju iz domaćinstva da bi proizveli toplotu za samo 10 milisekundi.

Proces je još uvijek u fazi istraživanja, ali namjera je da se na kraju napravi velika količina grafena. Uzimanje stvari kao što su plastika i otpad od hrane koji bi otpuštali ugljenik u okolinu a ne samo da se čuva, već se koristi na način koji poboljšava trenutnu tehnologiju mora se smatrati velikom pobjedom. I ne samo to, grafen ima i drugih namjena osim tehnologije baterija. Ako ga dodate betonu, dovodi do ogromne snagu, omogućavajući građenje sa manje materijala. Laboratorijski testovi pokazali su da će zamjena silicijuma u fotonaponskim solarnim pločama grafenom povećati učinak za čak 10 puta od trenutne količine. Problem je uvijek bio u proizvodnji samog grafena. Ako se ovaj novi proces može primijeniti na industrijskom nivou, mogli bismo biti na ivici grafenskog doba čovječanstva.

ZAŠTO JE OVO VAŽNO

Grafen bi mogao da uvede revoluciju, ne samo za industriju za proizvodnju baterija, jer se pretpostavlja da se može razviti način pristupačne masovne proizvodnje.

Izvor: ride.tech