美國萊斯大學開發利用廢塑料同時制造石墨烯和氫氣的技術

美國萊斯大學(Rice University)的一個研究小組發現,在高效制造石墨烯工藝的基礎上,可以很容易地改變該工藝,使用混合廢塑料為原料,在生成石墨烯的同時也可以產出近乎純凈的氫氣。該團隊之前的工作重點是使用任何碳源(包括石油焦、煤炭、食物垃圾或生物炭)制備閃蒸石墨烯,但現在該團隊正在研究以廢塑料為原料,如聚丙烯和聚乙烯,因為它們的氫含量更高。

萊斯大學材料科學和納米工程教授James Tour解釋：我們注意到,在最初的3 ms內,當反應升溫到3 000 K以上時,有氣體從反應中釋放出來。我們只捕獲了少量這種氣體。經過分析,發現氣體中氫氣質量分數為92%～94%。通過將焦炭原料換成氫含量更高(質量分數約14%)且成本極低的廢塑料,該工藝可以最大限度地提高氫氣產量,同時也可以高收率地生成石墨烯。將塑料放置于高電流電壓下,然后加入少量的碳添加劑,如冶金焦炭,以增加塑料的導電性,它就會生成石墨烯和氫氣。使用低成本原料和產生高純度氫氣,使得該工藝的經濟效益大大提高,如果我們能以3 000美元/t的價格出售石墨烯,那么產生氫氣的成本約為-4.30美元/kg。下一步將尋找合作伙伴來授權并推廣此項基于廢塑料的技術。