Producția globală de arahide generează anual peste 10 milioane de tone de coji aruncate dar cercetătorii de la Universitatea din New South Wales (UNSW), Australia, au arătat că aceste resturi pot fi folosite pentru a produce grafen de înaltă calitate într-un mod mai ieftin și ecologic comparativ cu metodele tradiționale.
De la coji de arahide la grafen
„Majoritatea deșeurilor de coajă sunt fie aruncate, fie reciclate în aplicații cu valoare redusă, care nu își maximizează întregul potențial”, a declarat inginerul mecanic Guan Yeoh, coordonatorul studiului. „Am demonstrat că putem transforma cojile de arahide în grafen folosind mult mai puțină energie și fără substanțe chimice, ceea ce este un beneficiu suplimentar pentru mediu.”
Procesul inovator folosește lignina polimerică naturală din coji, bogată în carbon, care este prelucrată printr-o metodă numită încălzire flash Joule (FJH). Aceasta implică o explozie de electricitate care generează temperaturi de peste 3.000°C în milisecunde, rearanjând atomii de carbon în structuri grafitice și turbostratic grafen cu puține straturi.
Pentru a obține cel mai bun grafen, cercetătorii au aplicat o pretratare etapizată: încălzire indirectă Joule la aproximativ 500°C timp de 5 minute, urmată de o scurtă etapă la temperaturi mai ridicate, eliminând impuritățile și transformând cojile în cărbune conductiv.
„Această etapă este vitală pentru a minimiza defectele în grafenul final și a asigura proprietăți excelente de conducere a electricității și a căldurii”, explică Yeoh.
Alte tipuri de biomasă transformae în grafen
Deși procesul este promițător, cercetătorii recunosc că va dura trei-patru ani până când metoda poate fi scalată pentru producția comercială. Între timp, echipa explorează și alte tipuri de biomasă, precum zațul de cafea sau cojile de banană, pentru a vedea dacă pot fi transformate în grafen la fel de eficient.
Studiul, publicat în Chemical Engineering Journal Advances, deschide calea pentru utilizarea creativă a deșeurilor agricole și pentru dezvoltarea unor tehnologii mai durabile în electronica și stocarea energiei, notează sciencealert.com.