Nghiên cứu để biến bột than thô thành than chì nano

Trong một nghiên cứu mới đây, một nhóm các nhà khoa học ở Đại học Wyoming (UW), Mỹ; đã chế tạo ra môi trường trong lò vi sóng để có thể chuyển đổi thành công bột than thô trở thành than chì nano. Và họ đã làm được điều này bằng phương pháp sử dụng lá đồng; hộp thủy tinh và chỉ với lò vi sóng gia dụng thông thường mà thôi. Phát hiện mới này sẽ mở ra chiều hướng phát triển tích cực mới cho ngành than; trong hiện trạng xu hướng nhiệt điện than đang dần trở nên lỗi thời

Với phát minh này cũng là một bước tiến trong việc nỗ lực tìm kiếm các mục đích sử dụng có thể thay thế cho than; vào thời điểm nhu cầu về than dùng để sản xuất điện đang bị cắt giảm do những vấn đề đáng lo ngại về biến đổi khí hậu.

Trên một bài báo được xuất bản trong tạp chí Nano-Structures & Nano-Objects; nhóm các nhà khoa học của UW đã cho biết rằng; nghiên cứu này đã đưa ra một cách tiếp cận hoàn toàn mới; để có thể là đon bẩy cho một công nghệ chuyển hóa than đơn giản với chi phí cũng hết sức rẻ. Ngoài ra, phương pháp này còn cung cấp một liệu trình mới để chuyển đổi nguồn carbon dồi dào trong tự nhiên; thành những vật liệu có giá trị kinh tế cao; và đảm bảo lợi ích về sinh thái cũng như cả về kinh tế.

Trong lò vi sóng, tia lửa điện được tạo ra bên trong lọ thủy tinh có chứa bột than và lá đồng

Phương pháp thực hiện

Kết quả là than chì nano có thể được sử dụng làm chất bôi trơn và sử dụng trong các mặt hàng khác nhau; từ bình chữa cháy đến pin lithium-ion.

Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, vi sóng có thể được sử dụng để giảm độ ẩm của than và loại bỏ lưu huỳnh; và các khoáng chất khác. Tuy nhiên, các phương pháp như vậy cần có các chất hóa học để xử lý than trước.

Trong nghiên cứu mới này, các nhà khoa học chỉ cần xay than thô; ở lưu vực sông Powder (Mỹ) thành bột. Sau đó, họ đặt bột lên lá đồng và đậy kín trong hộp thủy tinh; với hỗn hợp khí argon và hydro trước khi cho vào lò vi sóng.

Nhà nghiên cứu Chris Masi, tác giả chính của bài báo cho biết: “Bằng cách cắt lá đồng thành hình cái nĩa; các tia lửa được tạo ra bởi bức xạ vi sóng, khiến nhiệt độ lên đến 1.800 độ F (982 độ C) trong vòng vài giây. Đây là lý do tại sao bạn không nên đặt một chiếc nĩa kim loại bên trong lò vi sóng”.

“Các tia lửa do lò vi sóng tạo ra đã cung cấp nhiệt độ cao cần thiết; để biến bột than thành than chì đa tinh thể. Lá đồng và khí hydro cũng góp phần vào quá trình này”.

Thách thức của tự nhiên và môi trường khiến các nhà khoa học thực hiện nghiên cứu

Khi nghiên cứu, các nhà khoa học đã thử nghiệm ở các thời lượng khác nhau trong vi sóng; từ 3 đến 45 phút,và cho biết thời lượng tối ưu là 15 phút.

Các nhà khoa học lưu ý: “Phương pháp chuyển hóa than mới này có thể được tinh chế và thực hiện ở quy mô lớn hơn; để mang lại cả chất lượng và số lượng vật liệu than chì nano cao hơn”.

“Trữ lượng của than chì (graphit) là hữu hạn và những lo ngại về môi trường; đối với quy trình chiết xuất than chì khiến phương pháp chuyển đổi than sang than chì này; trở thành một nguồn thay thế tuyệt vời để sản xuất than chì”, nghiên cứu cho biết.

Dùng bột than thô để sản xuất ra than chì nano góp phần bảo vệ môi trường

Nhóm nghiên cứu khẳng định, phát hiện mới sẽ cung cấp một phương pháp biến than thành than chỉ hiệu quả hơn; trong khi giải quyết được các quan ngại về ô nhiễm môi trường từ phương pháp sản xuất cũ.

Nguồn: khoahoc.tv