Atık Malzemelerden Grafen Üretildi

Bilim insanları, flaş Joule ısıtma tekniğini kullanarak atık malzemelerden grafen üretebildikleri bir teknik geliştirdi.

Bilim insanları, grafenin önemli bir materyal olduğunu biliyor ve üretmek için yeni yöntemler arıyor. Rice Üniversitesi’ndeki bilim insanları, bu alanda büyük bir atılım gerçekleştirerek çeşitli atık ürünleri ucuz ve verimli bir şekilde “flaş grafen”e dönüştürebilen yeni bir teknik geliştirdi.

Grafen, yüksek termal ve elektrik iletkenliği, ultra ince yapısı ve sağlamlığı ile malzeme bilimi dünyasında bazı heyecan verici olasılıkların kapılarını açıyor. Rice Üniversitesi’nde kimyager olan James Tour’a göre grafenin şu anki ticari fiyatı ton başına 67.000 dolar ile 200.000 dolar arasında değişiyor ve üretimi oldukça zahmetli. Materyali üretmenin yeni bir yolunu keşfeden araştırmacılar, karbon kaynağı olarak ise çevresel atıkları kullanıyor.

İşlemde, ısı üretmek için elektrik akımının iletken bir malzemeden geçirildiği flaş Joule ısıtma tekniğini kullanıyor. Bu teknikte, karbon içeren malzemeleri yaklaşık 3.000 Kelvin’e (2.730 santigrat derece) ısıtarak çöpü yaklaşık 10 milisaniyede grafen parçacıklarına dönüştürürken, geriye kalan karbon olmayan elementler faydalı gazlara dönüşüyor. Tour, bu işlem endüstride kullanıldığında flaş reaktörden çıkan oksijen ve azot gibi elementlerin tümünün küçük moleküller olarak hapsedilebileceğini söylüyor.

Bu yeni teknolojinin en umut verici yanı, grafen üretmek için çok çeşitli malzemelerin kullanılabilmesi. Ekip, muz kabuklarından kömüre, diğer gıda atıklarına ve hatta plastiklere kadar her şeyin karbon kaynağı olabileceğini ve bu tekniğin mevcut yöntemlerden daha az maliyetle daha fazla grafen oluşturmak için kullanılabileceğini belirtiyor. Ekip, flaş grafen ile zenginleştirilmiş plastik ve beton kompozitleri test etti ve umut verici sonuçlar elde etti.

Araştırmacı Tour, “Betonu grafen ile güçlendirerek, binalarda daha az beton kullanabilirdik. Üretimi daha az, nakliyesi daha ucuz olurdu. Aslında atıkların toprağa vereceği karbon dioksit ve metan gibi sera gazlarını yakalıyoruz. Bu karbonları grafene dönüştürüyoruz ve bu grafeni betona ekliyoruz. Böylece beton üretiminde ortaya çıkan karbondioksit miktarını düşürüyoruz. Grafen kullanımıyla tam bir kazan-kazan senaryosu” sözleriyle araştırmanın önemini vurguladı.

Tour ve ekibi, her gün 1 kg malzeme üretmek için önümüzdeki 2 yıl içinde flaş grafen üretimini geliştirmeye devam etmeyi hedefliyor. Bu süreçte odak noktaları kömürü flaş grafene dönüştürmeyi amaçlayan yeni bir proje olacak.