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Nov 18, 2023

Todo tipo de basura se convierte en grafeno valioso que puede reducir el impacto ambiental del hormigón en un tercio

Imagínese si pudiera convertir un material que cuesta 100 dólares por tonelada en uno que cueste miles de dólares por libra; es el tipo de historia asociada a la fábula de la Piedra Filosofal. en arroz

Imagínese si pudiera convertir un material que cuesta 100 dólares por tonelada en uno que cueste miles de dólares por libra; es el tipo de historia asociada a la fábula de la Piedra Filosofal.

En la Universidad Rice, un grupo de científicos empezó a transformar el carbón, una fuente de energía de escaso valor, en grafeno, una materia prima con decenas de aplicaciones en electrónica. Luego, los científicos se dieron cuenta de que podían utilizar cualquier fuente de carbono, que para sus experimentos incluía cucarachas muertas, posos de café y galletas de niñas exploradoras.

El grafeno proviene de un mineral llamado grafito, un alotipo de carbono y una de las dos únicas formas de carbono natural. Tiene propiedades similares al metal y es valioso para su uso como conductor en la industria aeroespacial, la medicina y la electrónica.

Se prevé que la demanda mundial de este material superará los mil millones de dólares a un precio promedio de 67.000 dólares por tonelada.

Utilizando una técnica que crearon llamada "grafeno flash", los científicos pudieron crear escamas de grafeno de alto valor a partir de una variedad de materias primas conectándolas a un par de condensadores y electrodos que aplicaron una descarga de 3000° Kelvin.

Esto, según el líder del experimento, el Dr. James Tour, profesor de materiales y nanotecnología en la Universidad Rice, hace pasar una corriente a través de la basura o el carbón con suficiente energía para romper todos los enlaces carbono-carbono en la sustancia, antes de que se reorganicen como grafeno.

"Puedes poner tu dedo justo en el contenedor unos segundos después", dijo Tour. "Y tenga en cuenta que esto es casi tres veces más caliente que los hornos de deposición química de vapor que usábamos anteriormente para producir grafeno, pero en el proceso flash el calor se concentra en el material de carbono y nada en el reactor circundante".

Esto, dice Tour, tiene ventajas únicas y permite al equipo crear grafeno flash a granel.

"Todo el exceso de energía sale en forma de luz, en un destello muy brillante, y como no hay solventes, es un proceso súper limpio", dijo.

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La minería de grafito conlleva toda la insatisfacción ambiental de cualquier otro tipo de minería, y el equipo identifica dos formas en las que el grafeno flash a granel, además de hacer que una variedad de productos sea mucho más barato, realmente podría mejorar la huella ambiental de la fabricación.

El primero se muestra en el artículo Tour et al. publicado en Nature sobre su trabajo: agregar solo 0,1% de grafeno al concreto podría reducir su huella ambiental en un tercio.

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"Básicamente, estamos atrapando gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono y el metano que los residuos de alimentos habrían emitido en los vertederos", dijo Tour a la prensa universitaria. “Estamos convirtiendo esos carbonos en grafeno y agregando ese grafeno al concreto, reduciendo así la cantidad de dióxido de carbono generado en la fabricación del concreto. Es un escenario medioambiental en el que todos ganan utilizando grafeno”.

En segundo lugar, como explica en el vídeo siguiente, las minas de carbón existentes y las empresas que extraen carbón podrían vender su producto para acelerar la producción de grafeno en lugar de plantas de energía de carbón. Esto eliminaría cualquier emisión de CO2 que normalmente provendría de la quema de ese carbón y probablemente salvaría miles de puestos de trabajo para las empresas del carbón.

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