美国莱斯大学开发利用废塑料同时制造石墨烯和氢气的技术

美国莱斯大学(Rice University)的一个研究小组发现,在高效制造石墨烯工艺的基础上,可以很容易地改变该工艺,使用混合废塑料为原料,在生成石墨烯的同时也可以产出近乎纯净的氢气。该团队之前的工作重点是使用任何碳源(包括石油焦、煤炭、食物垃圾或生物炭)制备闪蒸石墨烯,但现在该团队正在研究以废塑料为原料,如聚丙烯和聚乙烯,因为它们的氢含量更高。

莱斯大学材料科学和纳米工程教授James Tour解释：我们注意到,在最初的3 ms内,当反应升温到3 000 K以上时,有气体从反应中释放出来。我们只捕获了少量这种气体。经过分析,发现气体中氢气质量分数为92%～94%。通过将焦炭原料换成氢含量更高(质量分数约14%)且成本极低的废塑料,该工艺可以最大限度地提高氢气产量,同时也可以高收率地生成石墨烯。将塑料放置于高电流电压下,然后加入少量的碳添加剂,如冶金焦炭,以增加塑料的导电性,它就会生成石墨烯和氢气。使用低成本原料和产生高纯度氢气,使得该工艺的经济效益大大提高,如果我们能以3 000美元/t的价格出售石墨烯,那么产生氢气的成本约为-4.30美元/kg。下一步将寻找合作伙伴来授权并推广此项基于废塑料的技术。