El automóvil estadounidense promedio ahora contiene cientos de kilogramos de plástico que terminan en un vertedero cuando el vehículo ha sobrevivido a su uso, pero un nuevo proceso podría convertir esos desechos plásticos en grafeno que se puede usar para crear nuevas piezas de automóviles.
Química
26 mayo 2022
Un vial de grafeno y muestras de poliuretano reforzado con grafeno Jeff Fitlow/Universidad de Rice
El plástico viejo de los automóviles desechados se puede convertir en grafeno moliéndolo hasta convertirlo en polvo y eliminándolo con electricidad de alto voltaje, un proceso que podría ahorrar grandes cantidades de plástico del vertedero.
El grafeno es una forma de carbono del espesor de un átomo con varias propiedades eléctricas y materiales útiles. James Tour de la Universidad de Rice en Texas y sus colegas descubrieron previamente que el plástico podría convertirse en grafeno a través de un proceso llamado calentamiento por joule instantáneo, donde el material se calienta a temperaturas generalmente superiores a 2700 ° C al pasar altos voltajes a través de él.
Ahora han trabajado con el fabricante de automóviles Ford para demostrar que este grafeno se puede usar para fabricar piezas nuevas para automóviles y que esas piezas nuevas se pueden reciclar nuevamente en grafeno fresco.
“Ya no tienes que enterrar estas cosas”, dice Tour. “Simplemente lo convierte en grafeno, lo pone en su nuevo compuesto, luego, cuando haya terminado con esos compuestos después de 50 años, vuelva a flashearlo, conviértalo en grafeno y vuelva a ponerlo en compuestos”.
Tour y sus colegas toman desechos plásticos que se han molido en partículas de alrededor de 1 milímetro de diámetro. Su proceso de flash joule convierte cualquier carbono presente en grafeno, mientras que simultáneamente vaporiza cualquier otro elemento, como hidrógeno, oxígeno, cloro o sílice, que están presentes en los desechos plásticos. Tour dice que estos podrían capturarse y reutilizarse en el futuro.
El rendimiento del proceso depende de la cantidad de carbono presente: el polietileno de alta densidad contiene un 86 % de carbono en masa, mientras que el cloruro de polivinilo contiene solo un 38 %.
“Solo tomamos esa mezcla de plásticos de ingeniería y cualquier otra cosa; habrá algo de polipropileno, algo de polietileno, todo mezclado. En menos de 1 segundo, lo convertimos en grafeno”, dice Tour.
Él dice que la investigación muestra que ciertas partes de los automóviles podrían reciclarse una y otra vez, evitando grandes cantidades de desechos en los vertederos. El automóvil estadounidense promedio contiene entre 200 y 350 kilogramos de plástico, según el equipo de investigación. Muchos de estos plásticos están diseñados a partir de múltiples materiales, lo que hace que los desechos sean difíciles de reciclar, pero el proceso de flash joule no diferencia entre tipos de plástico.
Una cantidad cada vez mayor del plástico utilizado en los automóviles contiene grafeno, que agrega varias propiedades deseables, como una mayor resistencia y una mejor amortiguación del sonido, particularmente en bajas frecuencias.
En los experimentos, el equipo tomó material de parachoques, juntas, alfombras y asientos de camionetas Ford F-150 y lo convirtió en grafeno. Ford usó esto para crear nuevas piezas de plástico para automóviles y descubrió que tenían un rendimiento comparable al de las piezas estándar fabricadas con grafeno fresco.
Referencia de la revista: Ingeniería de ComunicacionesDOI: 10.1038 / s44172-022-00006-7
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