Форд и исследователи из Института Райса продемонстрировали замкнутый цикл производства графена. Используя технику импульсного джоулевого нагрева, ученым удалось превратить обычный пластик в перспективный материал для автомобилестроения. Сырьем для опытов послужили пластиковые детали от старых пикапов F-150 — мусор, который обычно выбрасывают или сжигают.
Ученым из Института Райса (США) удалось получить графен из пластиковых деталей старых пикапов Ford F-150. Для эксперимента взяли около 4,5 килограммов разнородных пластиков, в основном измельчили детали бамперов, прокладок, напольных ковров и вставок сидений, превратили их в порошок, а затем «сожгли» током. Техника, продемонстрированная еще в 2020 году, называется мгновенным джоулевым нагревом. С его помощью графен можно выделить даже из пищевых отходов.
Это не только более дешевый способ производства графена. Эта технология также является экологически чистой, поскольку требует меньше энергии и исключает материалы, которые обычно сжигаются или выбрасываются. При этом сырье не нужно сортировать и очищать. Его измельчают, смешивают с коксом для лучшей проводимости, помещают между электродами и подают ток высокого напряжения. Быстрое нагревание примерно до 5000 градусов по Цельсию превращает углерод в турбостратный графен и испаряет все остальные элементы.
В случае автомобильного пластика нагрев происходил в два этапа. Сначала порох «выстреливал» слабым током в течение 10–16 секунд. В результате получился сильно карбонизированный пластик, объем которого составлял около 30 процентов от исходного. Остальные 70 процентов были выпущены в виде газов, парафинов и масел. Затем через полученную массу пропускали сильный ток. На данном этапе 85 процентов пластика превратилось в графен. Остальное – это водород, кислород, хлор, кремний и следовые примеси металлов.
Полученный таким образом графен был отправлен обратно в Ford. Он используется в качестве добавки к пенополиуретану, который используется для кузовов автомобилей для снижения шума и вибрации. Эксперименты показали, что 0,1 процента графена достаточно, чтобы увеличить прочность на разрыв на 34 процента и улучшить поглощение низкочастотных звуков на 25 процентов. Главное, что пена пригодна для вторичной переработки, а из нее можно повторно получить графен.
Титан и ткань
