تبدیل پودر زغال سنگ در اجاق مایکروویو به گرافیت
محققان دانشگاه وایومینگ با استفاده از فویل مسی، ظروف شیشهای و یک اجاق مایکروویو خانگی معمولی نشان دادند که پودر زغال سنگ پودر شده را میتوان به نانوگرافیت با ارزش تبدیل کرد.
این کشف گام دیگری به جلو در تلاش برای یافتن کاربردهای جایگزین زغال سنگ حوزه رودخانه پودری وایومینگ است، در زمانی که تقاضا برای زغال سنگ برای تولید برق به دلیل نگرانی در مورد تغییرات آب و هوایی در حال کاهش است.
در مقاله ای که در مجله Nano-Structures & Nano-Objects منتشر شد، محققان UW گزارش کردند که محیطی را در یک اجاق مایکروویو ایجاد کردند تا با موفقیت پودر زغال سنگ خام را به نانوگرافیت تبدیل کند، که به عنوان روان کننده و در مواردی از کپسول آتش نشانی گرفته تا باتریهای لیتیوم یونی استفاده می شود.
این “روش یک مرحلهای با مایکروویو به کمک فلز” یک رویکرد جدید است که میتواند یک فناوری ساده و نسبتا ارزان تبدیل زغال سنگ را نشان دهد.
تیم تحقیقاتی به سرپرستی دانشیار TeYu Chien در دپارتمان فیزیک و نجوم UW نوشت: «این روش مسیر جدیدی را برای تبدیل منابع کربن فراوان به مواد با ارزش بالا با مزایای زیستمحیطی و اقتصادی فراهم میکند».
در حالی که تحقیقات قبلی نشان داده است که میتوان از امواج مایکروویو برای کاهش رطوبت زغال سنگ و حذف گوگرد و سایر مواد معدنی استفاده کرد، اکثر این روشها به اصلاح خاص شیمیایی زغال سنگ نیاز دارند.
در آزمایش خود، محققان UW به سادگی زغال سنگ پودر خام حوضه رودخانه را به پودر تبدیل کردند.
سپس آن پودر روی فویل مسی قرار داده شد و در ظروف شیشه ای با مخلوط گازی از آرگون و هیدروژن بسته شد و سپس در اجاق مایکروویو قرار داده شد.
یک اجاق مایکروویو معمولی به دلیل راحتی و به دلیل ایجاد سطوح مورد نظرتشعشع انتخاب شد.
ماسی، نویسنده اصلی مقاله میگوید: با بریدن فویل مسی به شکل چنگال، جرقهها توسط تشعشعات مایکروویو ایجاد شد و دمای بسیار بالایی بیش از 1800 درجه فارنهایت در عرض چند ثانیه ایجاد شد. به همین دلیل است که نباید یک چنگال فلزی را در داخل مایکروفر قرار دهید.
جرقههای ناشی از امواج مایکروویو دمای بالایی را ایجاد کرد که برای تبدیل پودر زغال سنگ به گرافیت پلی کریستالی لازم بود و فویل مس و گاز هیدروژن نیز در این فرآیند نقش داشتند.
در حالی که آزمایش شامل مدت زمان مایکروویو از 3 تا 45 دقیقه بود، مدت زمان مطلوب 15 دقیقه بود.
محققان می گویند این روش جدید تبدیل زغال سنگ را میتوان در مقیاس بزرگ تری تصفیه و اجرا کرد تا هم کیفیت و هم کمیت بالاتر مواد نانوگرافیت را به دست آورد.
دانشمندان نوشتند: “ذخایر محدود گرافیت و نگرانی های زیست محیطی برای روش های استخراج گرافیت، این روش تبدیل زغال سنگ به گرافیت را به منبع جایگزین عالی برای تولید گرافیت تبدیل میکند.”
تاریخ:1403/10/24
مهسانعمتی