Usando papel de cobre, recipientes de vidrio y un horno microondas doméstico convencional, Los investigadores de la Universidad de Wyoming han demostrado que el polvo de carbón pulverizado se puede convertir en nanografito de mayor valor.

El descubrimiento es otro paso adelante en el esfuerzo por encontrar usos alternativos para el carbón de la cuenca del río Powder de Wyoming. en un momento en que la demanda de carbón para generar electricidad está disminuyendo debido a las preocupaciones sobre el cambio climático.

En un artículo publicado en la revista Nanoestructuras y nanoobjetos , los investigadores de la Universidad de Washington informan que crearon un entorno en un horno de microondas para convertir con éxito el polvo de carbón crudo en nanografito, que se utiliza como lubricante y en artículos que van desde extintores hasta baterías de iones de litio. Este "método de un solo paso con tratamiento de microondas asistido por metales" es un nuevo enfoque que podría representar una tecnología de conversión de carbón simple y relativamente económica.

"Este método proporciona una nueva ruta para convertir abundantes fuentes de carbono en materiales de alto valor con beneficios ecológicos y económicos, "escribió el equipo de investigación, dirigido por el profesor asociado TeYu Chien, en el Departamento de Física y Astronomía de la UW.

Otros involucrados en el proyecto fueron el profesor Jinke Tang, en el Departamento de Física y Astronomía; Profesor asociado Brian Leonard, en el Departamento de Química; Profesor Maohong Fan, en el Departamento de Ingeniería del Petróleo y la Escuela de Recursos Energéticos; estudiantes de posgrado Rabindra Dulal, de Nepal, Joann Hilman, de Laramie, Wyo., Chris Masi, de Siracusa, NUEVA YORK., y Teneil Schumacher, de Buffalo, Wyo .; e investigadores postdoctorales Gaurab Rimal, de Nepal, y Bang Xu, de China.

Si bien investigaciones anteriores han demostrado que las microondas se pueden usar para reducir el contenido de humedad del carbón y eliminar el azufre y otros minerales, la mayoría de estos métodos requieren un pretratamiento químico específico del carbón. En su experimento, Los investigadores de la Universidad de Washington simplemente molieron carbón crudo de la Cuenca del Río Powder en polvo.

Luego, ese polvo se colocó sobre una lámina de cobre y se selló en recipientes de vidrio con una mezcla de gas de argón e hidrógeno. antes de colocarlo en un horno microondas. Se eligió un horno de microondas convencional por conveniencia y porque proporcionaba los niveles de radiación deseados.

"Al cortar la lámina de cobre en forma de tenedor, las chispas fueron inducidas por la radiación de microondas, generando una temperatura extremadamente alta de más de 1, 800 grados Fahrenheit en unos segundos, "dice Masi, autor principal del artículo. "Es por eso que no debe colocar un tenedor de metal dentro de un horno de microondas".

Las chispas provocadas por las microondas generaron las altas temperaturas necesarias para transformar el polvo de carbón en grafito policristalino, con la lámina de cobre y el gas hidrógeno también contribuyendo al proceso.

Si bien el experimento incluyó duraciones de microondas que iban de 3 a 45 minutos, se encontró que la duración óptima era de 15 minutos.

Los investigadores dicen que este nuevo método de conversión de carbón podría refinarse y realizarse a mayor escala para producir una mayor calidad y cantidad de materiales de nanografito.

"Las reservas finitas de grafito y las preocupaciones ambientales por los procedimientos de extracción de grafito hacen de este método de convertir carbón en grafito una gran fuente alternativa de producción de grafito, "escribieron los científicos.