维度网讯,匹兹堡大学斯旺森工程学院(University of Pittsburgh's Swanson School of Engineering)的研究人员开发出一种较低温度工艺,可将乙烷转化为电池级石墨和氢气,这可能为锂离子电池和清洁能源系统中关键材料的生产提供一条更节能的路线。
这项研究源于对通过熔融金属催化提高乙烯生产效率的探索。在实验过程中,研究团队发现乙烷脱氢过程中产生的碳副产物会形成高质量石墨结构,而非不想要的沉积物。该工艺在1000°C以下运行,显著低于传统石墨制造约3000°C的温度。
由该校化学与石油工程系教授戈茨·维瑟(Götz Veser)领导的研究团队,对熔融金属催化作为传统蒸汽裂解工艺的替代方案进行了研究。传统蒸汽裂解工艺能耗高,且需要定期停工以清除反应器表面的积碳。在熔融金属体系中,碳自然从反应区分离并上浮至表面,减少了结垢问题。
研究团队成员、助理教授穆罕默德·马斯纳迪(Mohammad Masnadi)在一份声明中表示,熔融金属有一个惊人优势,由于液态金属的极高密度,碳会浮出并停留在顶部。
研究人员随后确定,所得碳材料是适用于锂离子电池应用的电池级石墨。该工艺还同时生产氢气作为联产品,为能源和工业市场增加了潜在价值。
研究人员创办了初创公司Graphonos Materials,以将该技术商业化。该公司正在筹集资金,开发一套能够实现公斤级日产量的完整台式规模系统。维瑟表示,下一阶段将提供设计中试装置所需的工程数据。
该团队指出,该工艺可支持国内石墨生产,同时为将天然气原料转化为电气化和储能市场所需材料开辟一条低排放路径。
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