Rice University
Graphengewinnung aus Abfall im Schnellverfahren

30.01.2020 In einem neuen Verfahren der Rice University lassen sich unterschiedlichste Ausgangsmaterialien auf Kohlenstoffbasis wie Lebensmittelabfälle, Kunststoffmüll, Biokohle oder Grünschnitt blitzschnell in wertvolles Graphen umwandeln. "Flash Graphene" nennt der Chemiker James Tour das neue Produkt und das Verfahren.

Rußpulver wird in einem Licht- und Hitzestoß zu Graphen. "Flash Graphene" transformiert jede Kohlenstoffquelle in 10 Millisekunden in das wertvolle 2D-Material.
© Foto: Jeff Fitlow
Rußpulver wird in einem Licht- und Hitzestoß zu Graphen. "Flash Graphene" transformiert jede Kohlenstoffquelle in 10 Millisekunden in das wertvolle 2D-Material.
Flash-Graphen wird in 10 Millisekunden durch Erhitzen kohlenstoffhaltiger Materialien auf 3.000 Kelvin (etwa 2700 Grad Celsius) hergestellt. Das Ausgangsmaterial kann fast alles mit Kohlenstoffgehalt sein. "Mit dem derzeitigen kommerziellen Preis von Graphen, der zwischen 67.000 und 200.000 Dollar pro Tonne liegt, sehen die Aussichten für dieses Verfahren hervorragend aus", meint Tour.

Zur Anwendung soll das Graphen laut Tour in Beton kommen. Ein von einem Team des Center for Graphene Science der University of Exeter entwickeltes Komposit-Material ist vier Mal so wasserbeständig wie gewöhnlicher Beton. Darüberhinaus wird die Menge an für die Herstellung benötigter Materialien um etwa 50 Prozent gesenkt. Ein ähnlicher Effekt könnte bereits mit einer Konzentration von 0,1 % Flash Graphene im Zement, erzielt werden.

Entlastung für die Umwelt

Der positive Effekt ist laut Tour noch größer, weil die Abfälle nicht verbrannt oder kompostiert werden – dabei wird sehr viel CO2 frei – sondern dauerhaft in Beton eingeschlossen. Bisher sei eine solche Nutzung wegen des hohen Graphenpreises nicht möglich gewesen. "Unser Blitz-Prozess wird den Preis massiv drücken", glaubt der Chemiker.

Tour schlägt zudem vor, Erdöl und Erdgas in Wasserstoff zu verwandeln, einen Energieträger, der bei der Verbrennung in Motoren und Heizungskesseln oder der Umsetzung in Brennstoffzellen keine umweltschädlichen Emissionen verursacht. Was von den fossilen Brennstoffen übrig bleibt will er ebenfalls in Graphen umwandeln und in Zement oder auch in Asphalt verschwinden lassen. Straßen wären dann deutlich verschleißärmer.
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