Cercetătorii transformă praful de cărbune în nano-grafit valoros în cuptoarele cu microunde

Într-un cuptor cu microunde, scânteile sunt generate în interiorul unei sticle de sticlă care conține praf de cărbune și folie de cupru ca parte a unui experiment realizat de cercetătorii Universității din Wyoming. Au transformat cu succes praful de cărbune în nano-grafit, demonstrând o tehnologie nouă și ieftină de conversie a cărbunelui. Credit: Chris Masi

Utilizând folie de cupru, articole din sticlă și un cuptor cu microunde convențional de uz casnic, cercetătorii de la Universitatea din Wyoming au demonstrat că cărbunele praf poate fi transformat în nano-grafit de cea mai mare valoare.

Descoperirea este un alt pas înainte în încercarea de a găsi utilizări alternative pentru cărbunele din bazinul râului Wyoming, într-un moment în care cererea de cărbune pentru a genera electricitate scade din cauza preocupărilor legate de schimbările climatice.

Într-o lucrare de jurnal Nano-Structuri și Nano-Obiecte, Cercetătorii UW raportează că au creat un mediu într-un cuptor cu microunde pentru a converti cu succes praful de cărbune brut în nano-grafit, care este folosit ca lubrifiant, și în articole care variază de la stingătoare la baterii. ion litiu. Această „metodă cu un singur pas de tratare a microundelor asistate de metal” este o nouă abordare care poate reprezenta o tehnologie simplă și relativ ieftină de conversie a cărbunelui.

„Această metodă oferă o nouă modalitate de a transforma resursele abundente de carbon în materiale cu valoare ridicată, cu beneficii ecologice și economice”, a scris echipa de cercetare, condusă de profesor asociat TeYu Chien, la UW în Dep Dep …………………….

Alții implicați în proiect au fost profesorul Jinke Tang, de la Departamentul de Fizică și Astronomie; Profesor asociat Brian Leonard, în cadrul Departamentului de chimie; Profesorul Maohong Fan, în cadrul Departamentului de Inginerie Petrolieră și al Școlii de Resurse Energetice; studenții absolvenți Rabindra Dulal, din Nepal, Joann Hilman, din Laramie, Chris Masi, din Syracuse, NY și Teneil Schumacher, din Buffalo; și cercetătorii postdoctorali Gaurab Rimal, din Nepal, și Bang Xu, din China.

În timp ce cercetările anterioare au arătat că microundele pot fi utilizate pentru a reduce conținutul de umiditate al cărbunelui și a elimina sulful și alte minerale, majoritatea acestor metode necesită un tratament chimic specific al cărbunelui. În experimentul lor, cercetătorii UW pur și simplu au măcinat cărbunele brut din bazinul hidrografic în praf.

Pudra respectivă a fost apoi plasată pe hârtie de cupru și sigilată în recipiente de sticlă cu un amestec de argon gazos și hidrogen, înainte de a fi introdusă într-un cuptor cu microunde. Un cuptor cu microunde convențional a fost ales datorită comodității sale și datorită nivelului dorit de radiație.

„Prin tăierea hârtiei de cupru în formă de furculiță, scânteile au fost declanșate de radiația cu microunde, generând o temperatură extrem de ridicată de peste 1.800 de grade Fahrenheit în câteva secunde ”, spune Masi, autorul principal al lucrării. „De aceea nu ar trebui să puneți o furculiță metalică în interiorul cuptorului cu microunde.”

Scânteile induse de microunde au generat temperaturile ridicate necesare transformării prafului de cărbune în grafit policristalin, folia de cupru și hidrogenul gazos contribuind, de asemenea, la proces.

În timp ce experimentul a implicat durate de microunde cuprinse între 3 și 45 de minute, durata optimă sa dovedit a fi de 15 minute.

Cercetătorii spun că această nouă metodă de conversie a cărbunelui poate fi rafinată și realizată pe o scară mai mare pentru a oferi atât o calitate cât și o cantitate mai mare de materiale nano-grafit.

„Rezervele finite de grafit și preocupările de mediu legate de procedurile de extracție a grafitului fac din această metodă de conversie a cărbunelui în grafit o sursă alternativă excelentă de producere a grafitului”, scriu oamenii de știință.

Referință: „Conversia prafului de cărbune brut în nano-grafit policristalin prin tratament cu microunde asistat de metal” de Christoffer A. Masi, Teneil A. Schumacher, Joann Hilman, Rabindra Dulal, Gaurab Rimal, Bang Xu, Brian Leonard, Jinke Tang, Maohong Fan și TeYu Chien, 5 ianuarie 2021, Nano-Structuri și Nano-Obiecte.
DOI: 10.1016 / j.nanoso.2020.100660

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Modelul demonstrează similitudini în modul în care studiază oamenii și insectele

Modelul de calcul demonstrează similaritatea în cunoașterea împrejurimilor oamenilor și insectelor. Potrivit unui nou studiu de la Universitatea din Sussex, care arată cum oamenii pot...

Cum am creat „furtuna perfectă” pentru evoluția și transmiterea bolilor infecțioase, cum ar fi COVID-19

Potrivit unui cercetător de la Universitatea din Anglia de Est, în majoritatea modurilor noastre, „furtuna perfectă” a fost creată pentru evoluția și transmiterea bolilor...

„Adezivul molecular” crește eficiența și face ca celulele solare perovskite să devină mult mai fiabile în timp

Cercetătorii au folosit „adeziv molecular” auto-asamblat monostrat pentru a consolida interfețele din celulele solare perovskite pentru a le face mai eficiente, stabile și fiabile....

Pastele plate sunt atât de avansate încât se formează în morfuri atunci când sunt fierte

Laboratorul CMU gestionează producția de paste, care își schimbă forma pe măsură ce gătește. Credit: Universitatea Carnegie Mellon Pastele plate ambalate creează ambalare, transport...

Oamenii de știință ai undelor gravitaționale Excelentă nouă metodă de rafinare a constantei Hubble – expansiunea și vârsta universului

O ilustrare a artistului unei perechi unificate de stele neutronice. Credit: Carl Knox, Universitatea OzGrav-Swinburne O echipă de oameni de știință internaționali, condusă de...

Newsletter

Subscribe to stay updated.