Flaş Isıtma Plastik Atıkları Nasıl Yeşil Hidrojen ve Grafen Üretebilir?

Plato tarafından yeniden yayınlandı

İzleyiciler: 0

Flaş Isıtma Plastik Atıkları Nasıl Yeşil Hidrojen ve Grafen Platosu ÜretebilirBlockchain Veri Zekası. Dikey Arama. Ai.

Hidrojen olabilir geleceğin yeşil yakıtıancak şu anda çoğunlukla çok fazla CO2 üreten bir süreçte fosil yakıtlardan oluşuyor. Ancak yeni bir teknik, bir yan ürün olarak değerli grafen oluştururken, doğrudan karbon emisyonu olmadan plastik atıklardan hidrojen gazı üretiyor.

Piller şu anda ulaşımın karbondan arındırılmasında önde gelen yaklaşımdır, ancak hidrojeni yakıt olarak kullanmanın hala önemli avantajları vardır. Önemli ölçüde daha yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir, bu da hidrojenle çalışan araçlara daha fazla menzil sağlayabilir ve hidrojenle yakıt ikmali yapmak, aküyü yeniden şarj etmekten çok daha hızlıdır. Aynı zamanda gelecek vaat eden bir yakıt çelik üretimi gibi ağır endüstriler kolayca elektriklenemeyen ve uzun vadeli enerji depolama için faydalı olabilecek bir şey.

Hidrojenin yeşil özellikleri büyük ölçüde nasıl üretildiğine bağlıdır. Suyu hidrojen ve oksijene ayırmak için elektrik kullanmak, yenilenebilir enerjiyle çalıştırıldığı takdirde sürdürülebilir olabilir. Ancak süreç şu anda çok pahalı ve hidrojenin çoğu, fosil yakıtlardan elde edilen metanın buharla reaksiyona sokulmasıyla elde ediliyor ve yan ürün olarak önemli miktarda CO2 üretiliyor.

Rice Üniversitesi'ndeki araştırmacılar tarafından geliştirilen umut verici yeni bir süreç, doğrudan CO2 yaymadan plastik atıklardan hidrojen üretiyor. Elbette bunun da yenilenebilir enerjiyle desteklenmesi gerekiyor. Ancak hidrojen üretmenin yanı sıra, süreç aynı zamanda bir yan ürün olarak hidrojen üretimi için satılabilen ticari kalitede grafen de üretiyor.

Rice'ta doktorasını yaparken araştırmaya liderlik eden Kevin Wyss, "Türüne göre ayrılması veya yıkanması gerekmeyen karışık atık plastikler de dahil olmak üzere atık plastikleri, yüksek verimli hidrojen gazına ve yüksek değerli grafene dönüştürdük" dedi. Bir basın açıklamasında. "Üretilen grafen mevcut piyasa değerinin yalnızca yüzde 5'i ile satılırsa, yani yüzde 95 indirimle, temiz hidrojen ücretsiz olarak üretilebilir."

Yeni süreç, Rice profesörü James Tour'un laboratuvarında geliştirilen, flaş joule ısıtma olarak bilinen bir tekniğe dayanıyor. Plastiğin konfeti büyüklüğünde parçalara öğütülmesini, iletken bir malzemeyle karıştırılmasını, bir tüpe yerleştirilmesini ve ardından içinden çok yüksek bir voltajın geçirilmesini içerir. Bu, karışımı sadece 5,000 saniyede yaklaşık 4 Fahrenheit dereceye ısıtıyor, plastikteki karbon atomlarının bir araya gelerek grafene dönüşmesine ve uçucu gaz karışımının açığa çıkmasına neden oluyor.

Laboratuvar başlangıçta atık plastiği grafene dönüştürme tekniğini kullanmaya odaklandı ve Tour, süreci ticarileştirmek için Universal Matter adında bir girişim kurdu. Ancak buhar yan ürünlerinin bileşimini analiz ettikten sonra ekip, bunların yüzde 94 gibi yüksek bir saflığa sahip önemli miktarda hidrojen gazı içerdiğini fark etti. Sonuçlar yakın zamanda yayınlandı kağıt Gelişmiş malzemeler.

Plastiğin tüm karbonunu grafen içinde kilitleyen bu yaklaşım, herhangi bir CO2 açığa çıkarmadan hidrojen üretiyor. Ve yeşil hidrojen üretmenin diğer yöntemleriyle karşılaştırıldığında ekonomisi çok cazip; hammadde atık bir üründür ve grafeni mevcut piyasa fiyatının çok küçük bir kısmına satmak aslında hidrojenin bedava üretilmesi anlamına gelir.

Birleşik Krallık'taki Cranfield Üniversitesi'nden Upul Wijayantha, sürecin endüstriyel ölçekte işlemesinin kaçınılmaz olarak zorlu olacağını söylüyor. söyledi New Scientist. "Laboratuvar ölçeğinin ötesinde, büyük miktarda plastik, gaz karışımları ve grafen gibi yan ürünlerle uğraştıklarında ne tür zorluklarla karşılaşacaklarını bilmiyoruz" diyor.

Bununla birlikte Tour, yaklaşımın nispeten hızlı bir şekilde ticarileştirilebileceği konusunda iyimser. "Kesinlikle beş yıl içinde hidrojen üretmek için daha küçük ölçekli bir dağıtıma sahip olabilirsiniz" dedi New Scientist. “10 içinde büyük ölçekli bir dağıtıma sahip olabilirsiniz.”

Eğer haklıysa, yeni teknik bir taşla iki kuşu öldürebilir; plastik atıklarla mücadeleye yardımcı olabilir ve aynı anda yeşil yakıtlar üretilebilir.

Resim Kredi: Plastik atıklardan oluşan katmanlı flaş grafen yığınları. (Kevin Wyss/Tur laboratuvarı)