长期以来,石墨烯一直被认为是一种神奇的材料。石墨烯材料由排列在蜂窝状晶格结构中的单层碳原子制成,已被用于各种应用,如油漆,传感器,电子产品和太阳能电池板。
现在,莱斯大学研究人员与福特汽车公司之间的合作伙伴关系,将汽车零件添加到不断增长的石墨烯用途列表中,让石墨烯可以由旧车中难以回收的塑料制成。
混合塑料是汽车行业头疼的问题,因为汽车含有塑料树脂,填料和增强材料的复杂组合,必须先分离,然后才能回收,这一过程即使不是不可能,也是困难的。
对于 Rice-Ford 研究团队来说,一种称为闪光焦耳加热的过程是这个问题的解决方案。在此过程中,混合塑料与焦炭添加剂一起包装在电极之间。然后,电极用高压电流吹制塑料,该电流使塑料中的其他元素蒸发,留下石墨烯。
然后,石墨烯可用于重新强化新汽车零件。研究人员已经使用保险杠,垫圈,地毯,垫子,座椅中的塑料对该过程进行了测试。
闪光焦耳加热不需要溶剂,使用的能量最少。至关重要的是,它也不需要对塑料原料进行预分拣。
莱斯大学的研究项目包括对来自“闪蒸”汽车零件的石墨烯进行全生命周期分析,并将其与其他方法生产的石墨烯进行比较。结果表明,使用来自闪焦耳加热的石墨烯大大减少了能源和水的消耗,以及温室气体排放。
福特一直在使用石墨烯来增强其车辆中发现的聚氨酯泡沫,并取得了可喜的效果。福特的研究技术专家 Alper Kiziltas 解释说:
“当我们从赖斯手中取回石墨烯时,我们将其以非常小的量掺入我们的泡沫中,并看到了显着的改进,它超出了我们的预期,为我们的应用提供了出色的机械和物理性能。”
我们此前曾发现闪光焦耳加热被用于从电子废物中提取金属。在其他地方石墨烯还被用于制造电动汽车的“动力服”,以及用于路面的污染吸收涂层。
对于汽车制造商来说,回收利用正成为一个日益紧迫的问题。例如在欧洲,制造商只允许将旧车5%的材料填埋,但大部分混合塑料最终被焚烧。
鉴于2019年仅在欧盟就有610万辆乘用车、厢式货车和其他轻型货车报废,我们在车辆使用寿命结束时对车辆的处理方式产生了重大影响。因此,将混合塑料转化为有用的石墨烯是一个重要的发展。