美國萊斯大學(xué)開發(fā)利用廢塑料同時制造石墨烯和氫氣的技術(shù)

美國萊斯大學(xué)(Rice University)的一個研究小組發(fā)現(xiàn),在高效制造石墨烯工藝的基礎(chǔ)上,可以很容易地改變該工藝,使用混合廢塑料為原料,在生成石墨烯的同時也可以產(chǎn)出近乎純凈的氫氣。該團(tuán)隊之前的工作重點是使用任何碳源(包括石油焦、煤炭、食物垃圾或生物炭)制備閃蒸石墨烯,但現(xiàn)在該團(tuán)隊正在研究以廢塑料為原料,如聚丙烯和聚乙烯,因為它們的氫含量更高。

萊斯大學(xué)材料科學(xué)和納米工程教授James Tour解釋：我們注意到,在最初的3 ms內(nèi),當(dāng)反應(yīng)升溫到3 000 K以上時,有氣體從反應(yīng)中釋放出來。我們只捕獲了少量這種氣體。經(jīng)過分析,發(fā)現(xiàn)氣體中氫氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92%～94%。通過將焦炭原料換成氫含量更高(質(zhì)量分?jǐn)?shù)約14%)且成本極低的廢塑料,該工藝可以最大限度地提高氫氣產(chǎn)量,同時也可以高收率地生成石墨烯。將塑料放置于高電流電壓下,然后加入少量的碳添加劑,如冶金焦炭,以增加塑料的導(dǎo)電性,它就會生成石墨烯和氫氣。使用低成本原料和產(chǎn)生高純度氫氣,使得該工藝的經(jīng)濟(jì)效益大大提高,如果我們能以3 000美元/t的價格出售石墨烯,那么產(chǎn)生氫氣的成本約為-4.30美元/kg。下一步將尋找合作伙伴來授權(quán)并推廣此項基于廢塑料的技術(shù)。