【48812】复旦大学《Nat Commun》:接连低碳出产闪石墨烯

时间:  2024-04-29 17:35:26      |      作者:  开云体育app官方网站
宣布名为“Continuous and low-carbon production of bio


  宣布名为“Continuous and low-carbon production of biomass flash graphene”的论文,研讨提出了一种将生物质经过快速焦耳加热(Flash Joule heating, FJH)技能转化为闪蒸石墨烯(flash graphene, FG)的新办法。虽然FJH技能在将无穷无尽的生物质转化为FG方面具有巨大潜力,但因为缺少集成设备,接连出产生物质FG一向面对应战。此外,传统的交流电-FJH(AC-FJH)反响在出产的悉数进程中因为很多热解挥发物的开释和碳黑的运用,导致了较高的碳脚印。未处理这样一些问题,研讨者们构建了一个集成自动化体系,并经过以能源需求为导向的分配的办法,完成了低碳脚印下的接连生物质FG出产。运用可编程逻辑控制器灵敏和谐FJH模块化组件,完成了生物质FG出产的周转。

  此外,研讨还提出了热解-FJH耦合战略,经过初始的热解进程开释生物质热解挥发物,随后进行FJH反响,专心于优化FG结构。重要的是,具有恰当电阻的生物炭足以发动FJH反响。因而,中等温度生物炭基FG出产进程中无需运用碳黑,展现出较低的碳排放,与根据生物质的FG出产比较,削减了高达约86.1%的碳排放。毫无疑问,这种集成自动化体系辅以热解-FJH耦合战略,有助于将生物质FG面向广泛的使用领域。

  图1:展现了接连闪蒸石墨烯出产设备的规划和制作,包含出产率的丈量和电流-电压记载。

  图 2:描绘了生物质/生物质炭基闪蒸石墨烯的制备途径和进程,包含不同途径下的挥发物开释和结构优化。

  本研讨开发的集成自动化体系和热解-FJH技能,完成了生物质闪蒸石墨烯的接连出产,并显着降低了出产的悉数进程中的碳排放。经过优化出产的悉数进程,运用中等温度的生物质炭作为质料,避免了碳黑的增加,削减了能源消耗和碳排放。此外,所出产的闪蒸石墨烯具有高纯度和杰出的使用功能,如优异的分散性、催化功能和太阳能吸收功能。这些效果不只为生物质闪蒸石墨烯的大规模出产供给了技能根底,也为削减碳排放和推进可持续发展供给了新的思路。

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