Zvyšky ropy môžu nájsť nový život v lacnejších uhlíkových vláknach
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 26. 3. 2025
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Pri spracovaní surovej ropy zostáva veľa znečistených vedľajších produktov, no nová štúdia naznačuje, že niektoré z týchto látok sa dajú použiť na výrobu lacných uhlíkových vlákien. Tie by sa následne mohli použiť v lacnejších uhlíkových kompozitoch.
Kompozitný materiál, ktorý poznáme ako uhlíkové vlákno, zvyčajne pozostáva z tkaných uhlíkových vlákien v kombinácii s epoxidovým spojivom. A áno, tento materiál býva dosť drahý. Je to preto, že polyakrylonitril, čo je chemický prekurzor, ktorý sa bežne používa na vytvorenie vlákien, je sám o sebe dosť drahý. Vedci preto už nejaký čas hľadajú cenovo výhodnejšie zdroje uhlíkových vlákien.
Jedným zo zvažovaných kandidátov sú molekulárne látky známe ako asfaltény. Ide o zložky surovej ropy, ktoré sa z nej oddeľujú počas procesu rafinácie. Ako možno usúdiť podľa ich názvu, používajú sa, okrem iného, pri výrobe asfaltu.
Môžu sa tiež spriadať do podoby uhlíkových vlákien, hoci tieto vlákna majú tendenciu sa ľahko lámať. Výťažnosť vlákien je pomerne nízka aj po záverečnom kroku tepelnej úpravy v procese spriadania, pri ktorom sa asfalténové vlákna karbonizujú.
S ohľadom na tieto nevýhody sa profesor Mani Sarathy a jeho kolegovia zo Saudskoarabskej Univerzity vedy a techniky kráľa Abdulláha (KAUST) nedávno zamerali na ďalší vedľajší produkt spracovania ropy, ktorým sú živice.
„Predchádzajúce štúdie ropných zvyškov naznačovali, že živice stabilizujú molekuly asfalténov, čo poukazuje na ich silnú molekulárnu afinitu,“ povedal Edwin Guevara Romero, výskumný pracovník Sarathyho laboratória. „To nás viedlo k hypotéze, že zmiešaním asfalténov so živicami by sa mohla vytvoriť synergická surovina na výrobu uhlíkových vlákien.“
Pri laboratórnych testoch sa zistilo, že takéto zmesi asfalténu a živice tečú lepšie ako samotné asfaltény, čo umožňuje ich spriadanie pri nižších, energeticky úspornejších teplotách. Vlákna boli tiež menej náchylné na lámanie po karbonizácii, čo viedlo k podobným vlastnostiam ako existujúce stredne až vysokopevnostné izotropné uhlíkové vlákna.
A ako dodatočný bonus by zber asfalténov a živíc mal uľahčiť nakladanie so zvyšnými zvyškami po spracovaní surovej ropy.
„Zvyšky ropy sa tradične využívajú na aplikácie s veľmi nízkou hodnotou, ako je napríklad povrch ciest,“ hovorí Sarathy. „Extrakciou najťažších asfalténov a živíc na výrobu uhlíkových vlákien s vysokou hodnotou možno zvyšné zvyšky ropy ľahšie spracovať aj na výrobu čistejších palív alebo cenných malých molekúl, čo ďalej zlepší ekonomiku procesu.“
Článok o výskume bol nedávno uverejnený v magazíne Fuel.
