Grafene da rifiuti: il lato “prezioso” del riciclo

Il grafene, materiale la cui produzione è molto costosa e complessa e che rappresenta davvero un componente di avanguardia grazie alle sue grandi caratteristiche di elevata conduttività sia termica che elettrica quali spessore ultrasottile e grande resistenza, potrà contare su nuove grandi possibilità dal mondo del riciclo e delle nuove tecnologie del mondo della scienza dei materiali.

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Oggi, la soluzione più diffusa per la produzione di grafene è costituita dal processo di deposizione chimica da vapore, nel quale una fonte di carbonio, costituita tipicamente da metano, viene pompata in una camera per forzare una reazione chimica per lasciare un foglio dello spessore di un atomo sulla superficie di un substrato ultrasottile. Il processo così descritto è molto elaborato e costoso, al punto che il prezzo commerciale del grafene si colloca tra i 67.000 e i 200.000 dollari a tonnellata.

Alla ricerca di economie di scala attraverso processi più semplici ed economici, si è mossa l’azione di un team di ricercatori della Rice University (Texas), che stanno mettendo a punto una nuova tecnologia di produzione capace di convertire una vasta gamma di matrici di rifiuti in “grafene flash” attraverso una modalità economica ed efficiente. 

Il processo è basato sull’Effetto Joule (Joule heating) attraverso il quale la corrente elettrica attraversa un materiale conduttivo per generare calore, attraverso il quale è possibile riscaldare qualunque materiale contenente carbonio fino a circa 3.000 gradi Kelvin (2.730 °C) trasformandolo così in scaglie di grafene in appena 10 millisecondi con la contestuale conversione di tutti gli altri elementi di matrice non carboniosa presenti nel rifiuto in gas a loro volta utilizzabili.

Come spiegano i ricercatori della Rice University, la peculiarità più importante della nuova promettente tecnologia è la vasta gamma di materiali da riciclo impiegabile per la produzione di grafene, spaziando dalle bucce di banana alla plastica, ad offrire la loro componente di carbonio utilizzabile a tale scopo.

Una nuova tecnologia che consentirebbe di riciclare rifiuti ottenendo nel contempo grafene a prezzi estremamente vantaggiosi, facendo da volano ad una maggiore diffusione in una molteplicità di ambiti di questo materiale dalle caratteristiche strabilianti, nei nuovi scenari di economia circolare e di green economy. 

Tra gli ambiti sui quali si potrebbe conseguire un positivo impatto sicuramente quello dell’edilizia, dal momento che recenti scoperte indicano che addizionando il cemento ad appena lo 0,1% di grafene, si potrebbe ridurre di circa un terzo l’impatto ambientale della produzione di calcestruzzo.

Link articolo sulla nuova ricerca pubblicato sulla rivista Nature

A seguire un video che ci fornisce una panoramica della nuova tecnologia messa a punto.

 Sauro Secci

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