新工艺将生物炭从农业残渣转化为石墨烯

来自南达科塔州立大学(SDSU)的研究人员使用了p转化植物原料的热解过程欧洲杯足球竞彩比如玉米秸秆、天然草和干酒糟固体(DDGS),它们可以转化成生物油和生物炭,然后再转化成石墨烯。

博士生kelliang Wang将石墨烯涂层电极放入纽扣电池中,制成超级电容器。摄影:Emily Weber

由此产生的产品——石墨烯,其价值是农业残渣的好几倍。圣地亚哥州立大学农业与生物系统工程系助理教授顾正荣表示,热解过程将植物材料转化为生物炭和生物油,生物油的进一步加工将其转化为生物燃料。欧洲杯足球竞彩

生物炭是一种类似炭的材料,顾正在将其转化为石墨烯。活性炭是一种用于覆盖超级电容器电极的材料,用于储存能量。活性炭价格昂贵,石墨烯可用于电极涂层。

谷解释说,小型发动机使用启动和运行电容器,而超级电容器具有更高的储能容量,也有更快的充放电速率。超级电容还能承受传统电池所不能承受的低温。

美国生产超级电容器所需的大部分活性炭都是从日本、中国和泰国等亚洲国家进口的。他说:“我们可以利用这些丰富的农业原料作为生物燃料,减少我们对石油的依赖,同时生欧洲杯足球竞彩产出优质的活性炭用于出口。”

谷估计,大约2.2磅的石墨烯价值1000美元。一磅DDGS的成本约为7.5-9美分,转换后可产生约7盎司的石墨烯。

“这就是产品价值的增加,”顾说。“我们可以将农业残留物转化为便于运输的高价值产品。”

将玉米秸秆或DDGS转化为生物炭后,与生物炭混合催化剂,加热至1292°F,持续1小时。所得产物为多孔石墨烯。

“这是一个一步的过程,”他说。谷估计,包括原料在内,生产1磅石墨烯的成本约为1.36美元。

谷说,使用本地草大蓝茎作为原料,“我们节省了更多的原料。”

圣地亚哥州立大学开发了一种新的等离子体处理技术,Gu希望采用这种技术将生物炭转化为石墨烯,从而将所需的处理温度降低到302°F,处理所需时间降低到5分钟。顾补充说,这将有助于大幅节省成本。

顾教授开发的这一工艺生产的石墨烯具有捕获和放电所需的性能,但顾教授透露,“我们不知道反应是如何发生的。”

美国国家科学基金会已拨款7欧洲杯线上买球75,155美元,圣地亚哥州立大学已拨款332,210美元。圣地亚哥州立大学的一组研究人员和顾正在进行生物燃料技术和碳材料的研究,他们利用这些资金获得了一台透射电子显微镜,该显微镜将在春天到达学校。欧洲杯足球竞彩

“我们可以找出这个过程是如何发生的,并学习如何改变参数来改善最终产品,”顾说。

顾和他的研究团队将能够通过透射电子显微镜发现材料的内部结构以及形态改变其储能性能的方式。这类似于医生利用CT扫描检查人体。显微镜还可以帮助他们从不同种类的生物炭中获得石墨烯的质量。

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