Aus Müll blitzschnell Kohlenstoff herstellen

Aus Müll blitzschnell Kohlenstoff herstellen
Foto: Rouzbeh-Shahsavari-C-Crete-Group


Aus Müll blitzschnell Kohlenstoff herstellen

Ob Plastikmüll, Lebensmittelabfälle oder alte Autoreifen, die Müllberge wachsen weiter. Forscher der Rice University in Houston/Texas haben ein Verfahren entwickelt, das Müll „blitzschnell“ in graphene, eine Modifikation des Kohlenstoffs mit zweidimensionaler Struktur, umwandelt. Das sogenannte FLASH-Graphene wurde jetzt in der Fachzeitschift „Nature“ vorgestellt.

Das neue Verfahren, das vom Labor des Chemikers James Tour entwickelt wurde, kann große Mengen von nahezu jeder Kohlenstoffquelle in wertvolle Graphenflocken umwandeln. Der Prozess ist schnell und billig; Laut Tour kann die Flash-Graphen-Technik eine Tonne Kohle, Speisereste oder Plastik zu einem Bruchteil der Kosten, die bei anderen Verfahren zur Herstellung von Bulk-Graphen anfallen, in Graphen umwandeln.

„Das ist eine große Sache“, sagte Tour. „Die Welt wirft 30% bis 40% aller Lebensmittel weg, Plastikmüll gibt weltweit Anlass zur Sorge. Wir haben bewiesen, dass feste Stoffe auf Kohlenstoffbasis, einschließlich gemischter Kunststoffabfälle und Gummireifen, in Graphen umgewandelt werden können.“

Wie in Nature berichtet, wird Flash-Graphen in 10 Millisekunden hergestellt, indem kohlenstoffhaltige Materialien auf 3.000 Kelvin (etwa 2.730 Grad Celsius) erhitzt werden. Das Ausgangsmaterial kann nahezu alles mit Kohlenstoffgehalt sein. Lebensmittelabfälle, Plastikabfälle, Kohle, Holzabfälle und Biokohle seien die Hauptkandidaten, sagte Tour. „Angesichts des derzeitigen kommerziellen Preises für Graphen von 67.000 bis 200.000 USD pro Tonne sind die Aussichten für dieses Verfahren hervorragend“, sagte er.

Laut Tour könnte eine Konzentration von nur 0,1% Flash-Graphen im Zement, sei der Beton sehr viel fester. Der dadurch eingesparte Beton, würde die massive Umweltbelastung um ein Drittel verringern. Bei der Herstellung von Zement sollen jährlich bis zu 8% des vom Menschen erzeugten Kohlendioxids freigesetzt werden. Der positive Effekt sei sogar noch größer, da die Abfälle nicht verbrannt oder kompostiert werden – wobei ebenfalls sehr viel CO2 freigesetzt würd – sondern dauerhaft in Beton eingeschlossen würden.

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Credit: Jeff Fitlow/Rice University

Dieser Prozess passt gut zu der von Rice kürzlich angekündigten Carbon Hub-Initiative zur Schaffung einer emissionsfreien Zukunft. Hierbei soll Kohlenwasserstoffe aus Erdöl und Erdgas wiederaufbereitet werden, um Wasserstoffgas und festen Kohlenstoff ohne CO2-Emission zu erzeugen. Der Flash-Graphen-Prozess kann diesen festen Kohlenstoff dann für Beton, Asphalt, Gebäude, Autos, Kleidung und mehr umwandeln.

Den ausführlichen Bericht der Rice University gibt es unter news.rice.edu/2020/01/27/rice-lab-turns-trash-into-valuable-graphene-in-a-flash/

Die Veröffentlichung in „Nature“ findet man unter www.nature.com/articles/s41586-020-1938-0

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