Araştırmacılar, Mikrodalga Fırında Kömür Tozunu Değerli Nano-Grafite Dönüştürüyor

Wyoming Üniversitesi araştırmacıları, bakır folyo, cam kaplar ve geleneksel bir ev tipi mikrodalga fırın kullanarak toz haline getirilmiş kömür tozunun daha yüksek değerli nano grafite dönüştürülebileceğini gösterdi.

Keşif, Wyoming’in Powder River Havzası kömürüne alternatif kullanım alanları bulma çabasında bir başka ileri adımdır ve iklim değişikliği endişeleri nedeniyle elektrik üretmek için kömüre olan talebin azaldığı bir zamanda.

Dergide yayınlanan bir makalede Nano Yapılar ve Nano NesnelerUW araştırmacıları, ham kömür tozunu, bir yağlayıcı olarak ve yangın söndürücülerden lityum iyon pillere kadar çeşitli öğelerde kullanılan nano-grafite başarılı bir şekilde dönüştürmek için mikrodalga fırında bir ortam yarattıklarını bildirdi. Bu “metal destekli mikrodalga işlemeli tek adımlı yöntem”, basit ve nispeten ucuz bir kömür dönüştürme teknolojisini temsil edebilecek yeni bir yaklaşımdır.

UW’nin Fizik ve Astronomi Bölümü’nden Doçent TeYu Chien liderliğindeki araştırma ekibi, “Bu yöntem, bol karbon kaynaklarını ekolojik ve ekonomik faydalarla yüksek değerli malzemelere dönüştürmek için yeni bir yol sağlıyor” diye yazdı.

Projeye dahil olan diğer kişiler, Fizik ve Astronomi Bölümü’nden Profesör Jinke Tang; Kimya Bölümü’nden Doçent Doktor Brian Leonard; Petrol Mühendisliği Bölümü ve Enerji Kaynakları Okulu’ndan Profesör Maohong Fan; Nepal’den Rabindra Dulal, Laramie’den Joann Hilman, Syracuse, NY’den Chris Masi ve Buffalo’dan Teneil Schumacher; ve doktora sonrası araştırmacılar Nepal’den Gaurab Rimal ve Çin’den Bang Xu.

Önceki araştırmalar, mikrodalgaların kömürün nem içeriğini azaltmak ve kükürt ve diğer mineralleri uzaklaştırmak için kullanılabileceğini gösterse de, bu tür yöntemlerin çoğu, kömürün özel kimyasal ön işlemden geçirilmesini gerektirir. UW araştırmacıları deneylerinde, ham Powder River Basin kömürünü basitçe toz haline getirdiler.

Bu toz daha sonra bakır folyo üzerine yerleştirildi ve bir mikrodalga fırına yerleştirilmeden önce bir argon ve hidrojen gaz karışımı ile cam kaplara kapatıldı. Konvansiyonel bir mikrodalga fırın, rahatlığı ve istenen düzeyde radyasyon sağlaması nedeniyle seçildi.

“Bakır folyoyu çatal şeklinde keserek, kıvılcımlar mikrodalga radyasyonuyla tetiklendi ve 1.800 dereceden fazla son derece yüksek bir sıcaklık oluşturdu. Fahrenheit birkaç saniye içinde, ”diyor makalenin baş yazarı Masi. “Bu nedenle mikrodalga fırının içine metal çatal koymamalısınız.”

Mikrodalgaların neden olduğu kıvılcımlar, kömür tozunu polikristal grafite dönüştürmek için gerekli yüksek sıcaklıkları oluşturdu; bakır folyo ve hidrojen gazı da sürece katkıda bulundu.

Deney, 3 ila 45 dakika arasında değişen mikrodalga sürelerini içerirken, optimum süre 15 dakika olarak bulundu.

Araştırmacılar, bu yeni kömür dönüştürme yönteminin hem daha yüksek kalitede hem de miktarda nano grafit malzeme elde etmek için daha büyük ölçekte iyileştirilebileceğini ve gerçekleştirilebileceğini söylüyorlar.

Bilim adamları, “Sonlu grafit rezervleri ve grafit çıkarma prosedürleri için çevresel kaygılar, bu kömürü grafite dönüştürme yöntemini harika bir alternatif grafit üretim kaynağı haline getiriyor” diye yazdı.