Австралийские ученые разработали способ получать графеноподобные углеродные материалы из отходов арахиса. Ежегодно в мире образуется более 10 млн тонн скорлупы, и новая технология может превратить этот биомусор в ценный ресурс для электроники и энергетики. Работа опубликована в журнале Chemical Engineering Journal Advances (CEJA).
Графен — это материал на основе углерода толщиной всего в один атом.
Он отличается высокой прочностью, легкостью и отличной проводимостью тепла и электричества. Однако его промышленное производство остается дорогим и сложным, что ограничивает широкое применение.Ключевую роль в новой технологии играет лигнин — природный полимер, богатый углеродом и содержащийся в растениях. Ученые разработали оптимальный способ подготовки сырья, чтобы извлечь из скорлупы максимальное количество углерода.
На первом этапе материал нагревают примерно до 500 °C, удаляя примеси и превращая скорлупу в углеродистый "уголь" (char). Затем применяется метод импульсного джоулева нагрева: кратковременный электрический разряд разогревает вещество до температур выше 3000 °C всего за миллисекунды. Это приводит к перестройке атомов углерода и формированию графитоподобных структур.
По словам исследователей, именно правильная предварительная обработка сырья оказалась критически важной: она позволяет снизить количество дефектов и повысить качество конечного материала.
Полученный графен пока представляет собой несколько слоев, сложенных в так называемую турбостратическую структуру, но уже демонстрирует хорошие характеристики проводимости.
Авторы отмечают, что технология пока находится на стадии лабораторного прототипа, и для ее масштабирования потребуется еще несколько лет.
В дальнейшем они планируют проверить метод на других видах биомассы — например, кофейной гуще или банановой кожуре.
Свежие комментарии