维度网讯，美国匹兹堡大学斯旺森工程学院（University of Pittsburgh Swanson School of Engineering）的研究团队在探索乙烷制乙烯的清洁工艺时，意外发现了一种生产高品质石墨的低成本方法。该团队在将乙烷泵入温度低于1000摄氏度的熔融金属过程中，观察到升到表面的碳副产品呈“蓬松”状，经鉴定，这种副产品是高品质石墨。

石墨是锂离子电池的关键成分，广泛应用于电动汽车、电子产品和绿色能源存储领域。目前，石墨的主流生产工艺需将原料加热至3000摄氏度，能效极低，且全球约95%的供应来自中国。此项新发现的技术由当时为博士生的艾梅·洛朗·特维泽里马纳（Aime Laurent Twizerimana）在戈茨·维瑟（Götz Veser）教授的实验室中偶然获得。团队随后申请了临时专利，并创办了初创公司Graphonos Materials（前身为Grapheon）。

斯旺森学院化学与石油工程教授维瑟表示，这项研究旨在探索将化石燃料加工与更可持续的未来相联系的路径。团队核心成员包括维瑟、特维泽里马纳、助理教授穆罕默德·马斯纳迪（Mohammad Masnadi）和博士生纳德·索塔里（Nader Sawtarie）。他们专注于裂解乙烷的新方法。乙烷是宾夕法尼亚州西部天然气的主要成分，其裂解生成乙烯的过程需大量热能，且会产生固体碳副产物。传统工艺通过注入蒸汽防止反应器堵塞，但该过程能耗高、排放密集，且需定期停机清理积碳。

研究人员转而采用熔融金属催化法。该技术虽已存在近一个世纪，但未广泛使用。马斯纳迪解释，熔融金属的极高密度使碳能够浮到顶部，便于分离。在博士研究中，特维泽里马纳发现，使用某些金属时形成的碳结构更为蓬松。经索塔里表征，该副产品为高价值的石墨。

当前，大部分电池级石墨在中国通过耗时约三周的间歇式工艺生产，需将针状焦加热至3000摄氏度。匹兹堡大学团队开发的工艺可在低于1000摄氏度的条件下生产电池级石墨，同时生成氢气作为有价值副产品。该技术已在实验室得到验证，并吸引了风险投资关注。团队近期在莱斯商业计划大赛（Rice Business Plan Competition）上赢得了2万美元的阿美创新奖（Aramco Innovator Prize），并在匹兹堡大学的大创意竞赛（Big Idea Competition）中获得2.5万美元大奖。

Graphonos Materials首席执行官特维泽里马纳表示，市场对低成本、可持续石墨存在强烈需求。团队正筹集资金开发首个完整台式规模系统，目标实现日产数公斤石墨。维瑟指出，若项目成功，将能够将宾夕法尼亚州西部的乙烷就地转化为对清洁能源转型至关重要的两种产品。

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