Технологии
Китай будет не нужен: в ЕС придумали, как получать ценный материал для батарей
Ученые из Королевского технологического института Швеции разработали новый метод производства нанолистов оксида графена (GO) из углеродных волокон, что может значительно снизить зависимость аккумуляторной промышленности от графита.
Оксид графена традиционно получают из ископаемого графита, и процесс синтеза требует использования агрессивных химикатов, что может привести к несоответствиям в конечном продукте. Кроме того, Европейский Союз практически полностью зависит от импорта графита из Китая. Этот новый метод представляет собой более экологичный способ добычи оксида графена.
Новый процесс заключается в преобразовании углеродных волокон с использованием электрохимического окисления в ванне с водой и азотной кислотой. Ванна действует как проводник, и когда через углеродное волокно проходит электрический ток, слои наноразмерного оксида графена отслаиваются от поверхности волокон. Полученные таким способом нанолисты оксида графена обладают характеристиками, сопоставимыми с оксидом графена, полученным из ископаемого графита. Это открывает новые возможности для производства, которое теперь может использовать углеродные волокна вместо графита.
Метод имеет высокий выход — 200 миллиграммов оксида графена на грамм углеродного волокна, что делает его подходящим для масштабного производства. Исследователи полагают, что этот процесс может значительно повлиять на будущее аккумуляторной промышленности, в частности на производство батарей для электромобилей, где важен доступ к экологически чистым и дешевым источникам графена.
Одной из ключевых особенностей этого исследования является возможность использования углеродных волокон, полученных из биомассы или побочных продуктов лесной промышленности. В ходе эксперимента ученые использовали углеродные волокна, полученные из полиакрилонитрила (материала, применяемого для производства синтетических волокон). Однако ученые считают, что метод можно применить и для других видов углеродных волокон, в том числе полученных из природных источников, что открывает дополнительные перспективы для экологически чистого производства.
Профессор Ричард Олссон, один из исследователей, отметил, что будущее автомобилестроения будет во многом зависеть от развития технологий на основе аккумуляторов. Вопрос в том, откуда будет поступать графит, поскольку спрос на него продолжает расти. С учетом этого, использование углеродных волокон на биологической основе как альтернативы графиту может стать важным шагом в развитии устойчивой аккумуляторной технологии.
В ближайших планах исследователей — дальнейшее изучение различных источников углеродных волокон, включая биологические, а также более глубокое изучение процессов, связанных с получением оксида графена из углеродных волокон, чтобы улучшить эффективность и масштабы производственного процесса.
