راهحلی برای چالش گرافن: کاهش هزینه تولید با فناوری چرخهای گرافری
به گزارش صنایع نو، شرکت نوآور گرافری (Grapherry) در شیکاگو، فرایندی مقیاسپذیر و صنعتی برای تولید گرافن از پسماندهای کربنی توسعه داده است. این نوآوری میتواند هزینه تولید این ماده استراتژیک را به طور قابل توجهی کاهش داده و دسترسی صنایع مختلف به گرافن با کیفیت بالا را تسهیل نماید. فناوری مذکور با اصول اقتصاد چرخهای همسو بوده و گامی مؤثر در جهت بازیافت ضایعات صنعتی و کاهش اثرات منفی زیستمحیطی محسوب میشود.
گرافری که در عرصه مواد نوین فعالیت دارد، با حمایت مراکزی همچون امهب شیکاگو (mHUB Chicago)، پلتفرم آبی کارنت (CURRENT) و ائتلاف علم و فناوری ایلینویز، موفق به ارتقای سامانه حفاظتشده و پیوسته خود برای تولید گرافن در مقیاس صنعتی شده است. این سیستم مبتنی بر تبدیل مستقیم پسماندهای کربنی به گرافن صنعتی است؛ مادهای که در سالهای اخیر نقش محوری در توسعه باتریهای نسل جدید، کامپوزیتهای سبکوزن، فناوریهای پیشرفته کشاورزی و مصالح ساختمانی ایفا کرده است.
گرافن که به خاطر استحکام فوقالعاده، رسانایی الکتریکی بالا و ساختار دو بعدی منحصربهفرد شناخته میشود، عمدتاً با روشهای پرهزینه و انرژیبری مانند رسوبدهی بخار شیمیایی (CVD) تولید میشود. همین امر، مقیاسپذیری و قیمت تمام شده را به چالشی اساسی برای کاربرد گسترده آن در صنعت تبدیل کرده است. اما فناوری گرافری راهحلی جایگزین ارائه میدهد: تبدیل مواد زائد به منبعی ارزشمند، بدون نیاز به فرایندهای شیمیایی پیچیده یا مصرف انرژی زیاد. این روش نه تنها مصرف انرژی را کاهش میدهد، بلکه از انباشت پسماندهای مضر در محیط نیز جلوگیری میکند.
این شرکت در همکاری با دانشگاه ایلینویز شیکاگو (UIC) و چند سازنده باتری، آزمایشهایی برای ارزیابی عملکرد گرافن تولیدی خود در الکترودهای پیشرفته انجام داده است. یافتههای اولیه حاکی از آن است که این گرافن میتواند ظرفیت ذخیرهسازی انرژی را افزایش دهد، مقاومت الکترود را بالا ببرد و پایداری چرخه شارژ و دشارژ را بهبود بخشد. چنین پیشرفتی در مسیر ساخت باتریهای مقرونبهصرفهتر، بادوامتر و مناسب برای خودروهای الکتریکی، شبکههای ذخیره انرژی و دستگاههای همراه بسیار کلیدی خواهد بود.
در بخش کشاورزی نیز نتایج اولیه حاصل از همکاری با شرکای صنعتی نشان میدهد که افزودن گرافن به خاک میتواند کیفیت خاک، تبادل رطوبت و پایداری مواد مغذی را تقویت کند. بر این اساس، گرافری محصولی به نام روتز سوئیل انهنسر (Rutz Soil Enhancer™) را به عنوان یک افزودنی خاک گرافنبنیان معرفی کرده که با هدف بهبود کارایی و مزایای زیستمحیطی در زمینهای کشاورزی طراحی شده است. بررسیهای میدانی در این زمینه ادامه داشته و نتایج اولیه امیدبخش گزارش شده است.
در حوزه کامپوزیتها و مصالح ساختمانی نیز، گرافن استحصالشده از پسماندها قادر است مقاومت مکانیکی را افزایش داده، وزن را کاهش دهد و پایداری مواد را ارتقا بخشد. این ویژگیها به ویژه برای صنایع ساختمانی پایدار و تولید سازههای سبک و مقاوم اهمیت فراوانی دارد.
نامریتا بری، رئیس شرکت گرافری، با تأکید بر مأموریت زیستمحور شرکت بیان میکند:
«گرافری بر پایه این باور ساده شکل گرفت: تبدیل پسماندهای کربنی به مادهای ارزشمند و کاربردی. هدف ما این است که گرافن را به مادهای مقرونبهصرفه، قابل تولید انبوه و در دسترس برای کلیه صنایع تبدیل کنیم تا به ساختن آیندهای پایدارتر و هوشمندتر کمک کنیم.»
به گفته بری، رویکرد این شرکت تنها محدود به تولید یک ماده جدید نیست، بلکه خلق چرخه اقتصادی است که در آن ضایعات و دورریزها به محصولات صنعتی با ارزش افزوده بالا تبدیل میشوند. این مسیر میتواند الگویی نوین برای تولید مواد پیشرفته با حداقل آسیب زیستمحیطی و حداکثر بازده اقتصادی ارائه دهد.
توسعه فناوری جریان پیوسته تولید گرافن همچنین میتواند تحولآفرین زنجیره تأمین مواد پیشرفته باشد، چرا که صنایعی از خودروسازی و الکترونیک تا کشاورزی و ساختوساز، به دنبال موادی سبک، مقاوم، کمهزینه و سازگار با محیط زیست هستند.
نظرات کاربران
هنوز نظری ثبت نشده است.