«Мы преодолели одну из самых сложных проблем промышленности, обнаружив, как сделать углеволокно хорошего качества из отходов», сказал доктор Джошуа Юань, Исследователь Техасского университета A&M AgriLife и адъюнкт-профессор патологии завода и микробиологии в Колледж-Стейшене.Исследование было недавно издано в Зеленой Химии, рецензируемом журнале Королевского общества Химии.«Люди думали об использовании лигнина делать углеволокно много лет, но достижение хорошего качества было проблемой», сказал Юань.Приблизительно 50 миллионов тонн лигнина – или структурная часть завода – накапливаются каждый год как отходы из американской газеты и превращающейся в мягкую массу промышленности, сказал он.
Дополнительный лигнин мог прибыть из бионефтеперерабатывающих заводов, которые используют заводы, чтобы произвести этанол, приводя к еще 100 миллионам 200 миллионам тонн лигниновых отходов каждый год. Все же только приблизительно 2 процента лигниновых отходов в настоящее время перерабатываются в новые продукты, сказал Юань.«Лигнин рассматривают как один из самых богатых биополимеров в мире», сказал он. «Все эти отходы накапливаются, и будет замечательно использовать его для чего-то».У исследовательской группы юаня было несколько успехов в создании топлива и биопродуктов от лигнина.
Но даже процесс изготовления биотоплива оставляет большой запас отходов. Это принудило их рассматривать возможность создания материала углеволокна.Углеволокно не новое понятие.
С этим играли с 1860 – главным образом для лампочек первоначально – и известны высокой прочностью, низкий вес и теплостойкость.Но было дорого произвести традиционными средствами.«Если Вы не можете произвести качественный углеродный материал, это действительно не полезно», сказал Юань.Таким образом, команда исследовала лигнин более тесно.
«Что мы нашли, то, что лигнин – смесь многих молекул многих размеров и различных химических свойств. Посредством разбивки мы разделили лигнин на различные части, и затем мы нашли, что определенные части лигнина очень хороши для высококачественного производства углеволокна», объяснил он.
Исследователь отметил, что лигнин – сложная молекула, но когда высокоплотная, высокая часть молекулярной массы отделена от остальных, у этого есть однородная структура, которая позволяет формирование высококачественного углеволокна.«Мы все еще улучшаем и точно настраиваем качество, но в конечном счете это углеволокно могло использоваться для ветряных мельниц, спортивных материалов и даже велосипедов и автомобилей», сказал он. «Углеволокно намного легче, но имеет ту же самую механическую силу как другие материалы, используемые для тех продуктов теперь. Этот материал может использоваться для большого количества различных заявлений.
«Красота этой технологии состоит в том, что она позволяет нам использовать лигнин полностью. В основном то, что мы делаем, фракционируют лигнин так, чтобы высокая часть молекулярной массы могла использоваться для углеволокна, и низкая часть молекулярной массы может использоваться использование для биопластмасс и продуктов как модификатор переплета асфальта, используемый на дорогах».
Юань предполагает интегрированный бионефтеперерабатывающий завод мультипотока, в котором лигнин отделен в одном месте так, чтобы множество материалов – высоких углеволокон плотности и низких биопластмасс плотности, наряду с биотопливом от сырья для промышленности завода как травы – могло быть сделано на одном предприятии.«Когда мы в состоянии использовать ту же самую биомассу, чтобы произвести разные вещи, который позволяет лучшее экономическое возвращение, будучи стабильным», сказал он. «В конечном счете это привело бы к увеличивающимся рабочим местам и усилению сельского экономического роста.«И вся система поставок находится в Соединенных Штатах, что означает, что рабочие места были бы здесь.
Биомасса выращена, получена и транспортирована сюда. Это было бы трудно к когда-либо судну так много отходов в другую страну для производства.
Все это остается здесь», сказал Юань. «Это соединило бы производство сельского хозяйства и промышленность в биоэкономике, делающей возобновляемые продукты».