پسماندهای کربنی به طلای سیاه فناوری تبدیل می‌شوند

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد نانو، شرکت گرافری که در حوزهٔ مواد نوین فعالیت می‌کند، اعلام کرده است که با پشتیبانی مراکز نوآوری همچون ام‌هب شیکاگو (mHUB Chicago)، پلتفرم آبی کارنت (CURRENT)، و «ائتلاف علم و فناوری ایلی‌نویز» (Illinois Science and Technology Coalition)، موفق شده سامانهٔ حفاظت‌شده و جریان‌پیوستهٔ خود را برای تولید گرافن به سطح صنعتی برساند.
این سیستم بر تبدیل مستقیم پسماندهای غنی از کربن به گرافن صنعتی تکیه دارد؛ ماده‌ای که در سال‌های اخیر نقشی کلیدی در توسعهٔ نسل آینده‌ٔ باتری‌ها، کامپوزیت‌های سبک، فناوری‌های کشاورزی پیشرفته و مصالح ساختمانی ایفا کرده است.
گرافن که به دلیل استحکام بالا، رسانایی فوق‌العاده و ساختار دوبعدی بی‌نظیرش شناخته می‌شود، معمولاً با روش‌های پرهزینه و انرژی‌بر مانند رسوب‌دهی بخار شیمیایی تولید می‌شود.
همین موضوع، مسئلهٔ مقیاس‌پذیری و قیمت را به یکی از چالش‌های اصلی کاربرد گستردهٔ آن در صنعت بدل کرده است.
اما فناوری جدید گرافری رویکردی متفاوت ارائه می‌دهد: تبدیل مواد دورریز و زائد به منبعی ارزشمند، بدون آنکه نیاز به انرژی زیاد یا فرایندهای پیچیدهٔ شیمیایی باشد.
این راه‌حل نه‌تنها مصرف انرژی را کاهش می‌دهد، بلکه موجب جلوگیری از انباشت پسماندهایی می‌شود که در غیراین‌صورت دور ریخته می‌شدند.
شرکت گرافری در همکاری با دانشگاه ایلینویز شیکاگو (University of Illinois Chicago) و چند تولیدکنندهٔ باتری، آزمایش‌هایی برای سنجش عملکرد گرافن تولیدی خود در الکترودهای نسل جدید انجام داده است.
گزارش‌های اولیه نشان می‌دهد این گرافن می‌تواند ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی را افزایش دهد، مقاومت الکترود را بهبود بخشد و چرخهٔ شارژ–دشارژ را پایدارتر کند.
این موضوع در مسیر توسعهٔ باتری‌های ارزان‌تر، بادوام‌تر و مناسب برای خودروهای برقی، شبکه‌های ذخیره انرژی و ابزارهای همراه بسیار تعیین‌کننده خواهد بود.
در حوزهٔ کشاورزی نیز نتایج اولیهٔ همکاری با شرکای صنعتی نشان داده است که افزودن گرافن به ساختار خاک می‌تواند کیفیت، تبادل رطوبت و پایداری عناصر مغذی را تقویت کند.
برای همین منظور، گرافری محصولی با عنوان روتز سوئیل انهنسر (Rutz Soil Enhancer™) را عرضه کرده که نوعی افزودنی خاک بر پایهٔ گرافن است و با هدف بررسی مزیت‌های زیست‌محیطی و عملکردی در زمین‌های کشاورزی توسعه یافته است.
پژوهش‌های میدانی دربارهٔ این ماده ادامه دارد و نتایج اولیه امیدوارکننده است.
در بخش کامپوزیت‌ها و مصالح ساختمانی نیز، گرافن استخراج‌شده از پسماندها می‌تواند به افزایش مقاومت مکانیکی، کاهش وزن و بهبود پایداری مواد کمک کند.
این قابلیت‌ها، به‌ویژه در صنایع ساختمانی پایدار و تولید سازه‌های سبک اما مقاوم، اهمیت فزاینده‌ای دارد.
نامریتا بری، رئیس شرکت گرافری، با تأکید بر مأموریت زیست‌محور این مجموعه می‌گوید: «گرافری بر یک باور ساده بنا شد: اینکه می‌توان پسماند کربنی را به ماده‌ای ارزشمند و کاربردی تبدیل کرد.
هدف ما این است که گرافن را به ماده‌ای مقرون‌به‌صرفه، قابل‌تولید در مقیاس بزرگ و در دسترس برای همهٔ صنایع تبدیل کنیم؛ ماده‌ای که بتواند آیندهٔ پایدارتر و هوشمندتری را رقم بزند.»
بری توضیح می‌دهد که رویکرد این شرکت تنها تولید یک مادهٔ جدید نیست، بلکه ایجاد چرخه‌ای اقتصادی است که در آن دورریزها و زباله‌ها دوباره به محصولات صنعتی با ارزش افزودهٔ بالا بدل می‌شوند.
این مسیر می‌تواند الگوی نوینی برای تولید مواد پیشرفته، با کمترین آسیب به محیط‌زیست و بیشترین بازده اقتصادی باشد.
توسعهٔ فناوری جریان‌پیوستهٔ تولید گرافن، همچنین می‌تواند زمینه‌ساز تحول در زنجیرهٔ تأمین مواد پیشرفته باشد؛ زیرا صنایع مختلف از خودرو تا الکترونیک و از کشاورزی تا ساخت‌وساز به دنبال مواد سبک، مقاوم، کم‌هزینه و سازگار با محیط‌زیست هستند.