طريقة جديدة لتحويل نفايات الفحم إلى ألياف الكربون

طور باحثون في مركز أبحاث الطاقة التطبيقية بجامعة كنتاكي (CAER) طريقة لتحويل نفايات الفحم في كنتاكي إلى منتجات كربونية قيمة.

تمكن الباحثون من التعامل مع المسؤولية البيئية – نفايات الفحم المحتجزة – وتحويلها إلى مادة استراتيجية مطلوبة للغاية وذات أهمية بالغة لقطاعات النقل والأمن القومي والطاقة المتجددة في البلاد.

في عملية عملية إنتاج الفحم، بعد التعدين، وفي التصنيع والفصل للشحن يتم إنتاج وتخزين تيار من الفحم غير المناسب للنقل، يسمى نفايات الفحم، في الموقع، تشير التقديرات إلى وجود أكثر من مليارات من نفايات الفحم في جميع حقول الفحم.

تُظهِر التكنولوجيا المستخدمة، وعدًا كبيرًا ببناء سلسلة توريد تنافسية من حيث التكلفة لألياف الكربون والجرافيت، وهي مواد استراتيجية ذات أهمية متزايدة لاقتصادنا العالمي.

وقال السيناتور الأمريكي ميتش ماكونيل، الذي عمل بشكل وثيق مع المملكة المتحدة لدعم هذا المشروع، “فوز كبير للآلاف من عمال الفحم الذين تعتمد سبل عيشهم على صناعة الفحم القوية في كنتاكي. وبصفتي زعيمًا جمهوريًا في مجلس الشيوخ،”إنني متحمس لرؤية كيف سيستفيد هذا الفريق الموهوب من هذا التقدم”.

يركز مشروع “C4WARD: تحويل الفحم لألياف الكربون والمركبات” على تطوير العلوم والهندسة الأساسية والانتقالية اللازمة لإنشاء عمليات موفرة للطاقة وفعالة من حيث التكلفة لتصنيع ألياف الكربون والجرافيت من الفحم بخصائص قابلة للضبط.

كان التقدم التقني الرئيسي هو تطوير عملية قابلة للتطبيق لتحويل الفحم إلى سائل مُصفى، ثم تحويل هذا السائل إلى طبقة متوسطة الطور – وهي مادة بلورية سائلة يمكن تحويلها إلى ألياف كربون عالية الترتيب ذات صلابة عالية جدًا،ويمكن استخدامه بالمثل لإنتاج مساحيق الجرافيت.

في هذا الإنجاز، تم إنتاج ألياف كربون ذات معاملات عالية من نفايات الفحم، مما يعني أنها تتمتع بنسبة عالية من الصلابة إلى الوزن. ما يقرب من نصف الكربون الذي يتكون من الألياف ينبع من نفايات الفحم.

وقال رودني أندروز، مدير CAER والمحقق الرئيسي في C4WARD: “إن ألياف الكربون والجرافيت ضرورية لأي تحول في الطاقة”، “نعتقد أن هذه التكنولوجيا لديها فرصة حقيقية لخلق فرص عمل جديدة وتعزيز الفرص الاقتصادية في مجتمعات الفحم مع استمرار نمو الطلب على ألياف الكربون والجرافيت.”

تمت قيادة هذا المشروع من قبل مجموعة المواد الكربونية التابعة لـ CAER، بتوجيه من أندروز والمدير المساعد لـ CAER ماثيو وايزنبرجر. CAER هي شركة رائدة عالميًا في تطوير ألياف الكربون من مجموعة متنوعة من المصادر وهي موطن لأكبر منشأة لألياف الكربون في أي مؤسسة أكاديمية في أمريكا الشمالية.

وقال رئيس المملكة المتحدة إيلي كابيلوتو: “ما زلت أشعر بالإلهام والتحفيز من خلال الأبحاث والاكتشافات المتميزة التي تجري في CAER”، “ومع ذلك، لم نكن لنكون في وضع يسمح لنا بإجراء مثل هذا العمل الرائد دون الدعم المستمر والقوي من السيناتور ميتش ماكونيل، لقد دافع السيناتور ماكونيل منذ فترة طويلة عن جهودنا في مجال البحث والتطوير في مجال الطاقة وكان من أوائل الأشخاص الذين دعموا هذا المشروع. مشروع معين. ونحن لا نزال ممتنين لقيادته “.

يقف مشروع C4WARD عند نقطة التقاء اثنتين من مبادرات الجامعة ذات الأولوية البحثية، والتي تتحدى كبار الباحثين في كنتاكي للتركيز على قضايا الكومنولث الأكثر إلحاحًا. يعد هذا المشروع أمرًا بالغ الأهمية لمجال أولويات أبحاث الطاقة الحالي في المملكة المتحدة ومنطقة أولويات أبحاث علوم المواد التي تم إنشاؤها حديثًا في المملكة المتحدة (RPA).

تابعنا على تطبيق نبض