I rifiuti di plastica tornano neri come grafene incontaminato
I rifiuti di plastica tornano neri come grafene incontaminato grazie all’ACDC.
Questo è ciò che gli scienziati della Rice University chiamano il processo che hanno impiegato per fare un uso efficiente della plastica di scarto che altrimenti si aggiungerebbe ai problemi ambientali del pianeta.
In questo caso, il laboratorio di chimica della Rice James Tour ha modificato il suo metodo per produrre grafene incontaminato partendo dalla plastica riciclata.
Da rifiuti di plastica a grafene – Panoramica
Lo studio del laboratorio appare sulla rivista ACS Nano dell’American Chemical Society.
Semplicemente, invece di aumentare la temperatura di una fonte di carbonio con corrente continua, come nel processo originale, il laboratorio espone prima i rifiuti di plastica a circa otto secondi di corrente alternata ad alta intensità, seguiti dalla scossa CC.
I prodotti sono grafene turbostratico di alta qualità, una sostanza preziosa e solubile che può essere utilizzata per migliorare l’elettronica, i compositi, il calcestruzzo e altri materiali come gli oligomeri del carbonio e molecole che possono essere scaricate dal grafene per l’uso in altre applicazioni.
“Produciamo una quantità considerevole di idrogeno, che è un combustibile pulito, nel nostro processo di riciclaggio”,
ha detto Wala Algozeeb, studente laureato della Rice e autore principale.
Tour ha stimato che su scala industriale, il processo ACDC potrebbe produrre grafene per circa $ 125 in costi di elettricità per tonnellata di rifiuti di plastica.
“Abbiamo mostrato nel documento originale che la plastica poteva essere convertita, ma la qualità del grafene non era buona come volevamo”,
ha detto Tour. “Ora, utilizzando una diversa sequenza di impulsi elettrici, possiamo vedere una grande differenza”.
Abbiamo notato che la maggior parte delle tecnologie di riciclaggio della plastica nel mondo sono inefficaci e che solo il 9% circa della plastica prodotta viene riciclata.
La più nota, ha detto Tour, è un’isola di rifiuti di plastica delle dimensioni del Texas che si è formata nell’Oceano Pacifico.
“Dobbiamo affrontare questo”,
ha detto.
“E c’è un altro problema: i microbi nell’oceano che convertono l’anidride carbonica in ossigeno sono ostacolati dai prodotti di decomposizione della plastica e stanno invertendo il processo, prendendo ossigeno e convertendolo in anidride carbonica. Sarà davvero dannoso per gli esseri umani”.
Tour ha notato che la conversione in grafene incontaminato elimina gran parte della spesa associata al riciclaggio della plastica, inclusi lo smistamento e la pulizia che richiedono energia e acqua.
“Piuttosto che riciclare la plastica in pellet che sono venduti poi per $ 2.000 la tonnellata, potreste ricorrere al grafene, che ha un valore molto più alto”,
ha detto.
“C’è un incentivo economico oltre che ambientale”.
Nonostante l’enorme quantità di materie prime in plastica, avere troppo grafene non sarà un problema, ha detto Tour.
“Qualunque cosa tu faccia con il carbonio, una volta che lo hai estratto dal suolo dal petrolio, dal gas o dal carbone, finisce nel ciclo dell’anidride carbonica”,
ha detto.
“La cosa bella del grafene è che la sua degradazione biologica in molte condizioni è molto lenta, quindi nella maggior parte dei casi non rientra nel ciclo del carbonio per centinaia di anni”.
Ha notato che i ricercatori stanno lavorando per perfezionare il processo del grafene incontaminato per altri materiali, in particolare per i rifiuti alimentari.
“Stiamo lavorando per generare una buona sequenza di impulsi per convertire i rifiuti alimentari in grafene di altissima qualità con la minore emissione possibile”,
ha detto.
“Stiamo impiegando programmi di apprendimento automatico per aiutarci a sapere dove andare”.
Il nuovo studio segue un altro documento recente che caratterizza il grafene dal nerofumo tramite riscaldamento joule in corrente continua.
Quel documento, anche in ACS Nano, combinava microscopia e simulazioni per mostrare due morfologie distinte: grafene turbostratico e fogli di grafene rugoso.
Lo studio ha descritto come e perché gli atomi di carbonio riorganizzati avrebbero assunto una forma o l’altra e che il rapporto può essere controllato regolando la durata del processo.