متن خبر

تاریخ خبر : ۱۳۹۸/۱۱/۰۸

تعداد بازدید : ۳۰۵

تعداد رای : ۴

تبدیل زباله به گرافن

دانشمندان با استفاده از پالس‌های پرانرژیِ الکتریکی توانستند مواد مختلفی که همگی از کربن ساخته شده بودند را بلافاصله به گرافن تبدیل کنند. این فرایند پیامدهای مفید زیست‌محیطی به همراه خواهد داشت و گرافن حاصل را می‌توان برای مستحکم کردنِ بتن و دیگر مواد کامپوزیتی به‌کار برد.

این پژوهش در دانشگاه رایس و به رهبریِ "جیمز تور" انجام شده است. به گفته‌ی او: «این فرایند سریع و ارزان است. تکنیکِ "گرافن برق‌آسا" می‌تواند چند تُن ذغال‌سنگ، باقی‌مانده‌ی غذا و پلاستیک را با درصد کمی از هزینه‌ای که روش‌های معمول به‌همراه دارد به گرافن تبدیل کند. این قضیه بسیار مهم است، بیش از 30 تا 40 درصدِ غذاها در دنیا دور ریخته می‌شود و پلاستیک‌ها یک نگرانی جهانی ایجاد کرده‌اند. ما ثابت کرده‌ایم که هر ماده‌ی جامدِ پایه کربنی می‌تواند به گرافن تبدیل شود.»

 

با گرم کردنِ موادِ پایه کربن تا 3000 درجه‌ی کلوین، در 10 میلی‌ثانیه گرافن برق‌آسا تشکیل می‌شود. پس‌مانده‌های پلاستیکی، غذا، ذغال‌سنگ و ... می‌تواند به عنوان منبع ماده‌ی کربنی استفاده شود. قیمت جهانیِ کنونیِ گرافن 67000 تا 200000 به ازای هر تن است، بنابراین آینده برای این تکنیک عالی به‌نظر می‌رسد.

 

به گفته‌ی تور با استفاده از 0.1% از گرافن برق‌آسا در سیمان تاثیراتِ زیست‌محیطی آن را می‌توان تا یک سوم میزان کنونی کاهش داد. تولید سیمان در حال حاضر عاملِ 8% از کلِ دی‌اکسید کربن تولید شده توسط انسان است. با مستحکم کردنِ بتن با استفاده از سیمانِ تقویت شده با گرافن، برای ساخت ساختمان بتن کمتری مصرف خواهد شد و در نتیجه هزینه‌ی ساخت کاهش خواهد یافت. تبدیل زباله گرافن همزمان از ایجاد گازهای گلخانه‌ای مانند دی‌اکسیدکربن که از پسماند غذا ساطع می‌شود جلوگیری می‌کند، در نهایت یک سناریوی زیست‌محیطیِ برد-برد بوجود می‌آید.

 

به‌گفته‌ی "روزبه شهسواری" یکی از نویسندگان مقاله: «تبدیل زباله به یک ماده‌ی با ارزش برای اقتصاد حیاتی است. اینجا گرافن هم به عنوانِ یک قالبِ دو-بعدی عمل می‌کند و هم به عنوان یک عاملِ مستحکم‌کننده که هیدراسیون و دیگر عوامل استحکام بتن را کنترل می‌کند.»

 

در گذشته با توجه به گران بودنِ گرافن استفاده از آن در بتن‌ها به صرفه نبود، با استفاده از فرایند برق‌آسا دیگر این مشکل وجود ندارد. با استفاده از این تکینیک کربن "ثابت" می‌شود و دیگر به هوا ساطع نخواهد شد. فرایندِ برق‌آسا تلفات انرژی بسیار کمی دارد، زیرا تقریبا تمام انرژی به سمت هدف هدایت می‌شود. به گفته‌ی تور تنها چند ثانیه بعد از فرایند می‌توان منبع را با دست لمس کرد که با توجه به اینکه در این فرایند دمایی سه برابرِ دمایی که در فرایند لایه‌نشانی بخار شیمیایی (CVD) به‌کار می‌رود بسیار قابل توجه است. در فرایند برق‌آسا، گرما بر روی مواد کربن متمرکز است و نه بر روی رآکتور اطرافش.

 

"تور" امیدوار است که تا دو سال آینده بتواند روزی یک کیلوگرم گرافن برق‌آسا تولید کند. این امر می‌تواند برای صنعت ذغال سنگ بسیار با اهمیت باشد زیرا در یک فرایند مقرون به صرفه آن را تبدیل به یک ماده‌ی بسیار گران خواد کرد.

 

نتایج این پژوهش در مجله نیچر به چاپ رسیده است. برای مشاهده جزئیات پژوهش، لینک مقاله را کلیک نمایید.

 

 

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

نـــام
ایمیل
نظر شما
کارکترهایی که در تصویر می بینید را وارد نمایید. (حساس به حروف کوچک و بزرگ)
Captcha