Odpadové plasty zo starých áut prerobené na grafén do nových áut
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 31. 5. 2022
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Ak má ľudstvo niekedy obmedziť veľký problém s odpadom, budeme musieť byť kreatívni pri recyklácii a opätovnom používaní materiálov. V novej štúdii výskumníci z Riceovej univerzity a Výskumného a inovačného centra spoločnosti Ford ukázali, ako by sa odpadové plasty zo starých áut mohli použiť na výrobu grafénovej peny, ktorá sa potom môže použiť v nových autách.
Štúdia rozvíja techniku nazývanú ako bleskové joulové zahrievanie, ktorú tím z Riceovej univerzity prvýkrát demonštroval v roku 2020 na výrobu grafénu z odpadových materiálov, ako sú zvyšky jedla, plasty a staré pneumatiky. Odpadové materiály sa rozomelú na prášok a potom sa zahrejú vysokým napätím na teplotu od 2 027 do 2 727 stupňa Celzia. Tým sa uhlík v materiáli rýchlo premení na grafénové vločky, zatiaľ čo ostatné prvky sa vyparia na plyny, ktoré sa môžu zachytiť a použiť v iných priemyselných procesoch.
Tento spôsob výroby grafénu je nielen oveľa lacnejší, ale vyžaduje si aj oveľa menej energie a zbavuje sa materiálov, ktoré inak zvyčajne končia na skládke alebo v spaľovni. V novej štúdii vedci z Riceovej univerzity demonštrovali nový spôsob, ako by tento cyklus mohol fungovať v reálnom svete.
Po preskúmaní pôvodnej práce výskumníci oslovili spoločnosť Ford a otestovali, či by sa táto technika dala použiť na recykláciu zmiešaného plastového odpadu z vozidiel po dobe životnosti. Automobilka teda poslala viac ako 4,5 kg rozdrveného plastu z nárazníkov, tesnení, koberčekov, rohoží, sedadiel a dverových puzdier zo starých pickupov F-150. Dôležité je, že plasty sa nemusia najprv ani triediť.
Vedci najprv materiál rozomleli na jemný prášok a potom ho v dvoch krokoch bleskovo spracovali. Najprv ho zahrievali nízkym prúdom počas 10 až 16 sekúnd, čím sa vytvoril vysoko karbonizovaný plastový materiál. Len 30 percent pôvodného objemu zostane v pevnom stave, pričom väčšina z neho sa vyparí alebo vytvorí vosky a oleje bohaté na uhľovodíky, ktoré by sa podľa tímu mohli dať použiť ako užitočné priemyselné materiály. Následne sa karbonizovaný plast podrobí vysokým prúdom, čím sa 85 percent z neho premení na grafén. Zvyšok sa opäť odplyní vo forme vodíka, kyslíka, chlóru, kremíka a stopových kovov.
Výsledný grafén sa dá použiť v mnohých aplikáciách, ktoré sa od tohto zázračného materiálu očakávajú. V tomto prípade ho tím poslal späť spoločnosti Ford, ktorá ho použila na vystuženie svojej polyuretánovej peny, ktorá sa používa na izoláciu vozidiel proti hluku a vibráciám. Nová pena s obsahom grafénu len 0,1 percenta hmotnosti pritom mala až o 34 percent vyššiu pevnosť v ťahu a až o 25 percent lepšie absorbovala nízkofrekvenčné zvuky.
Aby sa skutočne preukázal potenciál kruhovej recyklácie, vzorky tejto peny sa potom poslali späť do Riceovej univerzity, kde výskumníci ukázali, že sa dá aj spracovať na nový grafén. To dokazuje, že táto metóda by mohla byť skutočne užitočná v reálnych situáciách a mohla by vdýchnuť nový život odpadovým materiálom.
Výskum bol uverejnený v magazíne Nature Communications Engineering.
