زباله‌ها در راهکار جدید محققان به گرافین با ارزش تبدیل می‌شوند

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، در روشی که محققان دانشگاه رایس ابداع کرده‌اند، مقادیر زیاد از هر منبع کربن مثل زغال سنگ، پس‌مانده‌های غذا و زباله‌های ناشی از غذا یا حتی قطعات پلاستیک، می‌توانند در فرآیندی که آن‌ها نامش را «فلش گرافین» (منظور تبدیل شدن به گرافین در کسری از ثانیه است) گذاشته‌اند به تکه‌های گرافین تبدیل شود.

محققان می‌گویند: این فرآیند، ابداع بسیار بزرگی است. زیرا در جهان ۳۰ تا ۴۰ درصد از مواد غذایی دورریز است. از سوی دیگر روزانه مقادیر زیادی زباله‌های پلاستیکی به وجود می‌آید که این امر به یک نگرانی در سطح جهان تبدیل شده است. ولی ما با این کار، ثابت کردیم که هر ماده جامد مبتنی بر کربن، از جمله ضایعات پلاستیکی مختلط و لاستیک‌های ماشین می‌توانند به گرافین تبدیل شوند.

در فرآیند فلش گرافین، مواد حاوی کربن را با حرارت ۵ هزار درجه فارنهایت گرما می‌دهند و کربن این مواد در ۱۰ میلی‌ثانیه به گرافین تبدیل می‌شود. منبع این مواد می‌تواند هر چیزی که حاوی کربن است باشد؛ پسماند غذا، زباله‌های پلاستیکی، کک نفتی، زغال سنگ، بریده‌های چوب و بیوچار (زغال تهیه شده از زیست‌توده‌های گیاهی و ضایعات کشاورزی). 

 

به گفته محققان، با توجه به قیمت کنونی گرافین تجاری که هر تن آن ۶۷ هزار تا ۲۰۰ هزار دلار قیمت دارد، چشم‌انداز این فرآیند بسیار عالی به نظر می‌رسد.

محققان همچنین می‌گویند: تراکم یک دهم درصد از فلش گرافین در سیمان که برای اتصال بتن استفاده می‌شود، می‌تواند تاثیر عظیمی روی محیط زیست داشته باشد و تا یک سوم میزان آلودگی محیط زیست را کاهش دهد. براساس گزارش‌ها، تولید سیمان به اندازه هشت درصد دی‌اکسید کربن تولید شده توسط انسان در هر سال، دی‌اکسید کربن تولید می‌کند.

با تقویت بتن با گرافین، می‌توان از بتن کمتری برای ساخت و ساز استفاده کرد و ساخت آن نیز هزینه کمتری دربرمی‌گیرد و حمل آن نیز راحت‌تر می‌شود. به گفته محققان، اساساً ما گاز‌های گلخانه‌ای مانند دی‌اکسید کربن و متان را به دام می‌اندازیم که مواد زائد در محل‌های دفن زباله ساطع می‌کنند. ما آن دسته از کربن‌ها را به گرافین تبدیل می‌کنیم و گرافین را به بتن اضافه می‌کنیم و بدین ترتیب میزان دی‌اکسید کربن تولید شده در ساخت بتن را کاهش می‌دهیم و این یک سناریوی برد- برد برای محیط زیست است.

 

روزبه شهسواری، استادیار مهندسی عمران و محیط زیست و علوم و مواد و نانو مهندسی مواد دانشگاه رایس و مدیر بخش فناوری‌های C-Crete در این مورد می‌گوید: تبدیل زباله به گرافین باارزش، نکته کلیدی در چرخه اقتصادی به شمار می‌رود.

گفتنی است که فرآیند فلش در یک راکتور طراحی سفارشی اتفاق می‌افتد که مواد را به سرعت گرم می‌کند و همه عناصر غیر کربنی را به عنوان گاز ساطع می‌کند. محققان می‌گویند: هنگامی که این فرآیند صنعتی شود، می‌توان عناصری مانند اکسیژن و نیتروژن را که از راکتور فلش خارج می‌شوند، به عنوان مولکول‌های کوچک گیر انداخت، زیرا این عناصر نیز ارزش بالایی دارند.