将塑料加工成石墨烯并释放纯氢。免费技术图书馆新闻

将塑料回收成石墨烯并释放纯氢

13.09.2023

塑料废物造成的环境污染问题仍然需要新的解决方案，这促使世界各地的科学家寻找创新方法来应对这一环境威胁。然而，如果塑料可以变成一种有价值的资源而不仅仅是废物呢？这个问题仍然悬而未决，但美国莱斯大学的科学家提出了一种独特的解决方案，可以改变塑料行业并使其在环境上更加可持续。

莱斯大学材料科学和纳米工程系的一组科学家开发了一种将废塑料转化为有价值的石墨烯的技术，并在此过程中释放纯氢。氢被认为是未来的潜在燃料之一，因为它的燃烧可以提供高水平的能量，并且只产生普通的水作为副产品。这使得氢气比精炼石油更清洁，并且作为车辆燃料比需要长时间充电的电池更方便。

值得注意的是，氢气已经在工业中得到应用，但目前的生产方法会产生二氧化碳排放，每生产一吨氢气，就会产生10至12吨二氧化碳。

科学家开发的新方法涉及一种称为“脉冲焦耳加热”的技术。通过将短电脉冲穿过塑料，由于电流的阻力，塑料立即加热到 2,5 摄氏度，碳原子被结合到石墨烯结构中，氢原子以纯净气体的形式释放出来。

尽管需要进一步降低生产成本，但这种方法有可能改变游戏规则，允许更有效地回收塑料废物、生产绿色氢以及制造石墨烯，而石墨烯的市场成本在 60 美元至 200 美元之间每吨。

作者之一、化学家凯文·维斯 (Kevin Vis) 表示：“与现有的工业蒸汽甲烷重整方法相比，我们的方法将氢气生产中的二氧化碳和温室气体排放量减少了 2%。” 这种方法可能是未来实现更清洁、更可持续的能源和塑料废物管理的关键。

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激光冷却 29.11.2015

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当用激光束照射原子时，光子有时会以更高的频率反射回来，这需要原子的热振动提供额外的能量。结果，激光将冷却物质而不是通常的加热。

这种系统在科学上是已知的，但由于特定条件，它们不能用于在液体介质中工作。通常，水会吸收红外线辐射并升温，为了避免这种情况，美国物理学家用氟、锂、钇和镱制成了一种特殊的晶体。

纳米晶体的形状是两个相连的没有顶点的金字塔。在实验过程中，当用低功率红外激光照射时，晶体成功地吸收了热量，因此没有加热，而是将水冷却了 15°C。

液体激光冷却新技术可用于精密电子领域和医疗领域。

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