Nowa metoda pozyskiwania grafitu z materiałów polimerowych i biomasy

Naturalny grafit wytwarzany z paliw kopalnych można zastąpić sztucznym – produkowanym z odpadów polimerowych i biomasy. Wpływ zanieczyszczeń na proces grafityzacji materiałów polimerowych opisali naukowcy z czterech uczelni.

Zagadnieniem syntezy grafitu ze sztucznych polimerów zajęli się naukowcy z Wojskowej Akademii Technicznej, Akademii Górniczo-Hutniczej, Politechniki Warszawskiej i Uniwersytetu Warszawskiego. Wyniki opublikowali w czasopiśmie Carbon. Pierwszym autorem pracy jest Sławomir Dyjak z Wydziału Nowych Technologii i Chemii WAT.

Surowce, z jakich można wyprodukować syntetyczny grafit, to wieloskładnikowe kompozyty. Badacze przeanalizowali, jak różne składniki takich kompozytowych surowców wpływają na proces konwersji do grafitu. Wykazali, że w specyficznych warunkach katalityczna grafityzacja (tzn. grafityzacja wspomagana żelazem) może zachodzić w obniżonej temperaturze, mimo obecności tak niekorzystnych zanieczyszczeń, jak na przykład siarka. Zdaniem naukowców stanowi to krok w kierunku tańszej produkcji sztucznego grafitu z szerokiej gamy powszechnie dostępnych surowców odpadowych.

Poszukiwanie nowych metod syntezy grafitu z surowców niezależnych od rynku paliw kopalnych jest ważnym trendem w nauce. Rolę niewęglowych domieszek we wspomaganej żelazem grafityzacji węgli pochodzących z polimerów syntetycznych naukowcy opisali w swojej pracy. W swych badaniach skupili się na tym, jak siarka wpływa na proces produkcji sztucznego grafitu.

W jednym osobowym samochodzie elektrycznym na baterie litowo-jonowe jest około 70 kilogramów grafitu – ponad 10 razy więcej niż litu. Ale żeby grafit naturalny trafił do baterii, najpierw musi być odpowiednio oczyszczony i uformowany, co powoduje znaczne straty i w rzeczywistości masa grafitu naturalnego konieczna do wyprodukowania jednego samochodu osobowego przewyższa znacznie 100 kg. Grafit syntetyczny jest również powszechnie stosowany w produkcji aut elektrycznych, ale jest droższy od naturalnego, a do jego produkcji i tak stosuje się paliwa kopalne (koks naftowy i pak węglowy). Dlatego cały czas poszukuje się alternatywy – uzasadnił naukowe poszukiwania dr hab. Kiciński.

Źródło: PAP – Nauka w Polsce, Karolina Duszczyk

O autorze