استفاده از پسماندهای كشاورزی و صنعتی برای تولید ماده ای باارزش
تولید گرافیت از ضایعات چوب، تایر و کاه
به گزارش پروژه آسان، گرافیت ماده ای پرارزش و پرکاربرد در صنعت است که به طور عمده از منابع تجدیدناپذیر مانند نفت و زغال سنگ به دست می آید. اما استخراج این منابع علاوه بر هزینه های بالا، اثرات زیست محیطی قابل توجهی دارد. در این راستا، گروهی از محققان ایرانی راهی برای تولید گرافیت از مواد دورریختنی مانند پسماند چوب، تایرهای فرسوده و کاه یافته اند.
به گزارش پروژه آسان به نقل از ایسنا، امروزه بیشتر گرافیت مورد استفاده در صنایع، از منابع فسیلی به دست می آید که علاوه بر محدودیت های تأمین، فرآوری آنها نیازمند انرژی بالایی است. از طرفی، گرافیت در صنایع الکترونیک، خودروسازی، تولید باتری و بسیاری دیگر کاربرد دارد، بنابراین تقاضای آن روزبه روز در حال افزایش می باشد. این موضوع، محققان را بر آن داشته تا به دنبال روش های جایگزین و پایدارتری برای تولید گرافیت باشند. یکی از انتخابهای موردتوجه، استفاده از مواد زیست توده ای مانند ضایعات کشاورزی و صنعتی است که به وفور در طبیعت یافت می شوند و می توانند جایگزین مناسبی برای مواد اولیه فسیلی باشند.
زیست توده ها، همچون کاه، چوب و برخی پسماندهای صنعتی، حاوی درصد بالایی از کربن هستند. این خصوصیت آنها را به گزینه ای مناسب برای تولید گرافیت تبدیل میکند. هم اکنون، بخش عمده ای از این مواد بدون استفاده باقی می مانند یا سوزانده می شوند که نه تنها هدررفت منابع را به دنبال دارد، بلکه باعث آلودگی محیط زیست هم می شود. با استفاده از این ضایعات برای تولید گرافیت، علاوه بر کاهش وابستگی به منابع فسیلی، میتوان میزان آلودگی را هم به حداقل رساند.
در همین راستا، مرتضی قلی زاده، دانشیار دانشکده مهندسی شیمی و نفت دانشگاه تبریز، همراه با یکی از همکاران خود و با همکاری دانشگاه محقق اردبیلی، پژوهشی را جهت بررسی امکان تولید گرافیت از ضایعات چوب صنوبر، تایر و کاه انجام داده اند. آنها در این پژوهش به دنبال راهکاری بوده اند که با استفاده از این مواد زائد، گرافیتی با خصوصیت های مطلوب و کاربردی تولید شود.
برای انجام این پژوهش، نمونه هایی از چوب صنوبر، تایرهای فرسوده و کاه در دماهای مختلف بین ۵۰۰ تا ۸۰۰ درجه سانتی گراد و در مدت زمان ۲۰ دقیقه حرارت داده شدند. این فرایند که اصطلاحاً «تفکافت» نامیده می شود، سبب تبدیل مواد آلی به کربن می شود. محققان در این مطالعه بررسی کردند که تغییر دما چه تأثیری بر کیفیت و ساختار ماده تولیدشده دارد.
نتایج این پژوهش نشان دادند که هرچه دمای تفکافت افزایش یابد، میزان کربن در ماده نهائی بیشتر شده و در عوض، میزان عناصر دیگر مانند هیدروژن، نیتروژن، گوگرد و اکسیژن کاسته می شود. همچنین، بررسی ساختار مواد به دست آمده نشان داد که در دمای ۸۰۰ درجه سانتی گراد، ساختار کربنی شکل گرفته شباهت بیشتری به گرافیت تجاری دارد.
بررسی های انجام شده با روش های طیف سنجی و پراش پرتو ایکس نشان داد که در دماهای بالا، ترکیبات آروماتیک (حلقه های کربنی منظم) در ماده نهائی بیشتر شده و این امر باعث افزایش کیفیت گرافیت تولیدی شده است. همچنین، آزمایش های حرارتی مشخص کرد که ماده تولیدشده در دمای بالاتر، پایداری حرارتی بیشتری دارد و در مقابل حرارت مقاوم تر است.
اهمیت این یافته ها در آن است که نشان می دهند میتوان از ضایعاتی که معمولا بعنوان زباله درنظر گرفته می شوند، برای تولید یک ماده پرارزش صنعتی استفاده نمود. این شیوه نه تنها به کاهش هزینه های تولید گرافیت کمک می نماید، بلکه از لحاظ زیست محیطی هم روشی پایدارتر به حساب می آید.
از سوی دیگر، استفاده از منابع تجدیدپذیر برای تولید گرافیت می تواند وابستگی صنایع به مواد اولیه فسیلی را کاهش داده و به توسعه پایدار کمک نماید.
نتایج این پژوهش در فصلنامه «پژوهش های کاربردی در شیمی» وابسته به دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، انتشار یافته اند. انتشار این نتایج می تواند زمینه ساز تحقیقات بیشتر و گسترش استفاده از مواد تجدیدپذیر در تولید گرافیت و سایر مواد کربنی باشد.
منبع: پروژه آسان
این مطلب پروژه آسان را پسندیدید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب