Un nouveau procédé transforme les déchets à base de carbone en graphène 'matériau merveilleux'

(Jeff Fitlow/Université Rice)

Les scientifiques ont mis au point une nouvelle technique pour transformer presque tous les déchets à base de carbone - des peaux de banane aux pneus de voiture - en graphène flocons, un processus qui peut avoir des impacts environnementaux extrêmement positifs.

La technique du « graphène flash » est rapide et peu coûteuse et consiste à chauffer les déchets à 3 000 Kelvin (2 727 degrés Celsius ou 4 940 degrés Fahrenheit). Cela rompt les liaisons carbone à l'intérieur des matériaux cibles, qui sont ensuite reconstruits sous forme de graphène en quelques millisecondes.

Non seulement cela nous donne des moyens d'utiliser des déchets qui seraient autrement jetés, mais c'est aussi un moyen efficace et peu coûteux deproduire du graphène, qui peut ensuite être utilisé de diverses manières respectueuses de l'environnement.



'Ceci est une grosse affaire,' dit le chimiste James Tour de l'Université Rice. 'Le monde jette 30 à 40 % de toute la nourriture, car elle tourne mal et les déchets plastiques sont une préoccupation mondiale.'

'Nous avons déjà prouvé que toute matière solide à base de carbone, y compris les déchets plastiques mélangés et les pneus en caoutchouc, peut être transformée en graphène.'

Les processus de production de graphène existants donnent soit du graphène de faible qualité, soit du graphène de haute qualité en faibles volumes. Ici, les scientifiques ont pu développer une technique qui obtient une quantité décente de bonnes choses, plus rapidement et à moindre coût.

Au centre de l'opération se trouve une méthode connue sous le nom de Chauffage Joule , où une décharge électrique rapide est utilisée pour générer une chaleur intense. C'est un processus qui a déjà été utilisé par les scientifiques pour créer des nanoparticules métalliques.

Si le graphène peut être généré à peu de frais, cela signifie qu'il peut être utilisé dans plus d'endroits - pour aider à la production de voitures ou de vêtements, par exemple, ou dans le ciment pour lier le béton (un processus responsable de environ 8 pour cent de CO2 d'origine humaine chaque année).

'En renforçant le béton avec du graphène, nous pourrions utiliser moins de béton pour la construction, et cela coûterait moins cher à fabriquer et moins cher à transporter', dit Tournée . 'Essentiellement, nous piégeons les gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone et le méthane que les déchets alimentaires auraient émis dans les décharges.'

«Nous convertissons ces carbones en graphène et ajoutons ce graphène au béton, réduisant ainsi la quantité de dioxyde de carbone générée dans la fabrication du béton. C'est un scénario environnemental gagnant-gagnant utilisant le graphène.

La technique décrite pourrait aider à convertir des matériaux tels que les déchets alimentaires, les déchets plastiques, le coke de pétrole, le charbon, les coupures de bois et le biochar en graphène précieux, selon les chercheurs. Il devrait également être relativement facile à mettre à l'échelle.

C'est la température qui est la clé - elle accélère essentiellement l'évolution du carbone vers son état fondamental de graphite, mais arrête également cette évolution exactement au bon moment pour récolter du graphène de haute qualité.

Aucun solvant ou additif chimique n'est requis pour le processus et les éléments non carbonés sont libérés sous forme de gaz. De plus, le processus produit très peu de chaleur excessive et le dispositif contenant est froid au toucher quelques secondes après.

Le graphène a déjà fait ses preuves dans de nombreuses applications, couvrantélectronique, fabrication etnettoyer les polluants. Désormais, les scientifiques peuvent le fabriquer à moindre coût, tout en réutilisant des matériaux qui seraient autrement perdus.

'Transformer les déchets en trésor est la clé de l'économie circulaire', dit le spécialiste des matériaux Rouzbeh Shahsavari de l'Université Rice.

La recherche a été publiée dans La nature .

A Propos De Nous

La Publication De Faits Indépendants Et Éprouvés De Rapports Sur La Santé, L'Espace, La Nature, La Technologie Et L'Environnement.