Làm thế nào chất thải nhựa đốt nóng nhanh có thể tạo ra hydro và graphene xanh

Được xuất bản lại bởi Plato

Người theo dõi: 0

Làm thế nào chất thải nhựa đốt nóng bằng đèn flash có thể tạo ra thông tin dữ liệu chuỗi khối hydro và graphene xanh Plato. Tìm kiếm dọc. Ái.

Hydro có thể là nhiên liệu xanh của tương lai, nhưng hiện tại nó chủ yếu được tạo ra từ nhiên liệu hóa thạch trong một quy trình tạo ra nhiều CO2. Tuy nhiên, một kỹ thuật mới tạo ra khí hydro từ chất thải nhựa mà không phát thải carbon trực tiếp, đồng thời tạo ra sản phẩm phụ là graphene có giá trị.

Pin hiện là phương pháp hàng đầu để khử cacbon trong giao thông vận tải, nhưng sử dụng hydro làm nhiên liệu vẫn có những lợi thế đáng kể. Nó có mật độ năng lượng cao hơn đáng kể, có thể giúp các phương tiện chạy bằng hydro có phạm vi hoạt động lớn hơn và việc tiếp nhiên liệu bằng hydro nhanh hơn nhiều so với việc sạc lại pin. Nó cũng là một loại nhiên liệu đầy hứa hẹn cho các ngành công nghiệp nặng như luyện thép không thể dễ dàng nhiễm điện và có thể hữu ích cho việc lưu trữ năng lượng lâu dài.

Tuy nhiên, thông tin xanh của hydro phụ thuộc rất nhiều vào cách nó được sản xuất. Sử dụng điện để tách nước thành hydro và oxy có thể bền vững nếu được cung cấp năng lượng tái tạo. Nhưng quá trình này hiện rất tốn kém và hầu hết hydro ngày nay được tạo ra bằng cách phản ứng metan từ nhiên liệu hóa thạch với hơi nước, tạo ra một lượng đáng kể CO2 như một sản phẩm phụ.

Một quy trình mới đầy hứa hẹn được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Rice tạo ra hydro từ rác thải nhựa mà không thải ra CO2 trực tiếp. Tất nhiên, nó cũng cần được cung cấp năng lượng tái tạo. Nhưng ngoài việc tạo ra hydro, quá trình này còn tạo ra graphene cấp thương mại dưới dạng sản phẩm phụ, có thể bán để trả tiền sản xuất hydro.

Kevin Wyss, người đứng đầu nghiên cứu khi đang làm tiến sĩ tại Rice, cho biết: “Chúng tôi đã chuyển đổi nhựa phế thải, bao gồm cả nhựa thải hỗn hợp không cần phải phân loại hoặc rửa sạch, thành khí hydro hiệu suất cao và graphene có giá trị cao”. cho biết trong một thông cáo báo chí. “Nếu graphene sản xuất được bán với giá chỉ bằng 5% giá trị thị trường hiện tại - giảm giá 95% - hydro sạch có thể được sản xuất miễn phí.”

Quy trình mới dựa trên một kỹ thuật được gọi là gia nhiệt flash joule, được phát triển trong phòng thí nghiệm của giáo sư James Tour của Rice. Nó liên quan đến việc nghiền nhựa thành những mảnh có kích thước bằng hoa giấy, trộn nó với vật liệu dẫn điện, đặt nó vào một ống, sau đó truyền một điện áp rất cao qua nó. Điều này làm nóng hỗn hợp lên khoảng 5,000 độ F chỉ trong 4 giây, khiến các nguyên tử carbon trong nhựa kết hợp với nhau thành graphene và giải phóng hỗn hợp khí dễ bay hơi.

Phòng thí nghiệm ban đầu tập trung vào việc sử dụng kỹ thuật biến nhựa thải thành graphene và Tour đã thành lập một công ty khởi nghiệp có tên Universal Matter để thương mại hóa quy trình này. Nhưng sau khi phân tích thành phần của sản phẩm phụ ở dạng hơi, nhóm nghiên cứu nhận ra rằng chúng chứa một lượng khí hydro đáng kể với độ tinh khiết cao tới 94%. Kết quả được công bố gần đây giấy trong Vật liệu tiên tiến.

Bằng cách khóa toàn bộ cacbon của nhựa trong graphene, phương pháp này tạo ra hydro mà không giải phóng bất kỳ CO2 nào. Và tính kinh tế rất hấp dẫn so với các phương pháp sản xuất hydro xanh khác – nguyên liệu thô là một sản phẩm phế thải và việc bán graphene với giá chỉ bằng một phần nhỏ giá thị trường hiện tại về cơ bản có nghĩa là hydro đang được sản xuất miễn phí.

Để quá trình hoạt động ở quy mô công nghiệp chắc chắn sẽ gặp nhiều thách thức, Upul Wijayantha tại Đại học Cranfield ở Anh, cho biết. nói với New Scientist. Ông nói: “Chúng tôi không biết, ngoài quy mô phòng thí nghiệm, họ sẽ gặp phải những thách thức gì khi xử lý ở quy mô lớn nhựa, hỗn hợp khí và các sản phẩm phụ, như graphene”.

Tuy nhiên, Tour lạc quan rằng phương pháp này có thể được thương mại hóa tương đối nhanh chóng. Ông nói: “Chắc chắn bạn có thể triển khai quy mô nhỏ hơn để tạo ra hydro trong vòng XNUMX năm tới”. New Scientist. “Bạn có thể triển khai quy mô lớn trong vòng 10.”

Nếu anh ấy đúng, kỹ thuật mới có thể giết chết hai con chim bằng một hòn đá—giúp xử lý rác thải nhựa và sản xuất nhiên liệu xanh cùng một lúc.

Ảnh: Các lớp graphene flash được hình thành từ chất thải nhựa. (Kevin Wyss/Phòng thí nghiệm du lịch)