محققان موسسه ویرجینیا تک به تازگی روش سبز و مقرون به صرفه‌ای را برای تولید گرافن با استفاده از زغال‌سنگ به جای گرافیت ارائه کردند.
به گزارش پایگاه خبری و تحلیلی «فلزات آنلاین» و به نقل از ایرنا، این فرایند جدید میزان مصرف مواد شیمیایی خطرناک لازم برای سنتز را کاهش می‌دهد؛ همچنین به محیط زیست کمتر آسیب زده و باعث کاهش هزینه‌های تولید می‌شود.
این موفقیت می‌تواند صنعت زغال‌سنگ را تقویت کند؛ این تحقیق با کاهش هزینه تولید گرافن، شرایط را برای استفاده گسترده‌تر از این نانوساختار در سطح جهان فراهم می‌کند.
این تیم تحقیقاتی از موسسه پلی تکنیک از ویرجینیا (ویرجینیا تک) در آمریکا، در حال ادغام گرافن در مواد و فناوری‌های موجود برای بهبود محصولات است. این تلاش راه‌های نوآورانه بی‌شماری را برای ترکیب گرافن در محصولات روزمره ایجاد کرد.
محققان در این پروژه روش پایدارتری برای تهیه گرافن، نه از گرافیت بلکه از زغال‌سنگ ارائه کردند و تعداد مواد شیمیایی خشن مورد نیاز را به طور چشمگیری کاهش دادند؛ به طوری که فقط به اسید نیتریک نیاز است. این رویکرد با داشتن مواد شیمیایی خطرناک و پسماند کمتر، اثرات زیست‌محیطی و همچنین خطر برای محققان را کاهش می‌دهد.
جایگزینی گرافن به عنوان منبع تولید گرافیت اهمیت زیادی دارد؛ بیشتر گرافیت‌ها از چین تهیه می‌شوند و زنجیره تامین آن را تا حدودی نامطمئن می‌کند. علاوه‌براین، گرافیت یک ماده مهم در باتری‌ها است و افزایش شدید تقاضای جهانی برای باتری‌ها، باعث محدودیت قابل‌توجه در دسترسی به این منبع شده است.
اگرچه زغال‌سنگ حاوی درصد کمتری از کربن است (۶۰ تا ۸۰ درصد در مقابل ترکیب نزدیک به ۱۰۰ درصد در گرافیت) اما روش تولید کمتر خطرناک این تیم، نوید آینده بهتری برای محیط زیست دارد. این تغییر همچنین می‌تواند درهایی را برای اقتصاد زغال‌سنگ باز کند؛ علاوه بر مزایای زیست‌محیطی، هزینه تولید نیز کمتر شده است.
ماهاجان از محققان این تیم، بیان کرد: کاهش هزینه تولید گرافن برای به کار بردن کامل خصوصیات استثنایی آن و تسریع در پذیرش گسترده آن در کاربردهای متنوع، به طور قابل‌توجهی برای توسعه بازارها و صنایع جدید بسیار مهم است.
در این فرایند، کار با خرد کردن تکه‌های خام زغال‌سنگ برای ایجاد یک پودر درشت آغاز می‌شود. این پودر در یک سیلندر بزرگ قرار می‌گیرد که حاوی گرانول‌های سفید با اندازه‌های مختلف است و سپس نورد انجام شده و ذرات بسیار ریزی ایجاد می‌شود. پودر با آسیاب گلوله‌ای پردازش می‌شود و در ادامه زغال‌سنگ در حمام اسید نیتریک قرار می‌گیرد تا گرافن تولید شود؛ در انتها نیز گرافن از محیط جدا می‌شود.
انتهای پیام//
