AS membuka grafena oksida dan hidrogen dari gas alam untuk baterai dan elektronik
Para ilmuwan di AS secara tidak sengaja menemukan cara baru untuk memproduksi graphene oksida langsung dari gas alam, yang dapat menurunkan biaya produksi dan menghasilkan hidrogen bersih. Penemuan ini dilakukan oleh tim peneliti di Texas A&M University (TAMU), di College Station. Hal ini dilaporkan muncul selama proyek yang awalnya bertujuan untuk meningkatkan produksi hidrogen. Alih-alih memperlakukan karbon sebagai produk sampingan, tim menyadari bahwa mereka telah menciptakan material nano karbon yang berharga, yang banyak digunakan dalam baterai, elektronik, dan manufaktur canggih. David Staack, PhD, seorang profesor di universitas tersebut, mengatakan hidrogen adalah target awal tim, sedangkan karbon dianggap sebagai produk sekunder. “Saat kami melanjutkan penelitian, kami menyadari bahwa bahan karbon yang kami produksi sebenarnya merupakan salah satu hasil yang paling berharga,” kata Staack. Terobosan yang tidak disengaja Untuk proyek ini, tim mengembangkan proses berbasis plasma yang menggunakan metana, komponen utama gas alam, dan antarmuka plasma-air nontermal untuk menghasilkan grafena oksida dengan kemurnian tinggi. Ini juga menghasilkan hidrogen sebagai produk sampingan. Staack mengatakan sebagian besar graphene oksida saat ini dibuat dari grafit menggunakan proses kimia intensif. “Kami mengambil pendekatan yang sangat berbeda,” katanya. “Daripada memulai dengan material dalam jumlah besar dan memecahnya, kami membuat material dari molekul metana.” Tim peneliti di balik metode produksi grafena oksida baru. Kredit: Emily Oswald / Texas A&M Engineering Grafena oksida adalah bahan karbon setebal atom tunggal, yang dikenal karena kekuatan, konduktivitas listrik, dan keserbagunaannya. Ini banyak digunakan dalam aplikasi penyimpanan energi, termasuk baterai lithium-ion (Li-ion). Ia juga digunakan dalam pelapis, komposit, dan material canggih lainnya. Manufaktur tradisional sangat bergantung pada grafit. Sebagian besar diimpor dari luar Amerika. Pada saat yang sama, terbatasnya pasokan grafit dan material terkait di AS telah memicu minat terhadap cara-cara baru untuk memproduksi graphene oksida. Siap untuk industri Menurut tim peneliti, proses tersebut adalah metode terukur pertama yang dilaporkan untuk memproduksi graphene oksida dari gas alam. Studi tersebut menunjukkan bahwa ia dapat menghasilkan oksida grafena satu lapis dengan kemurnian tinggi dalam kondisi atmosfer. Micah Green, PhD, seorang profesor di TAMU dan salah satu peneliti utama, menekankan nilai dari pencapaian tersebut. “Ini adalah bagian dari dorongan baru industri untuk memproduksi material nano karbon bernilai tinggi dari sumber petrokimia,” ungkapnya. “Alih-alih menghasilkan emisi karbon, karbon dialihkan untuk membentuk bahan fungsional padat.” Tim juga menemukan bahwa bahan tersebut memiliki kinerja yang mirip dengan graphene oksida yang tersedia secara komersial. Artinya, hal ini juga berpotensi mengurangi biaya produksi secara signifikan. Green menjelaskan bahwa graphene oksida sangat berharga karena mudah terdispersi dalam air. Hal ini, pada gilirannya, memungkinkannya untuk dimasukkan ke dalam pelapis, tinta, dan berbagai aplikasi manufaktur. “Saya yakin kita sebagai universitas mempunyai tanggung jawab untuk mengembangkan dan mentransisikan ilmu pengetahuan menjadi teknologi bermanfaat yang bermanfaat bagi negara kita,” ujarnya dalam siaran pers. “Industri mengandalkan universitas untuk mencari tahu apa yang mungkin dilakukan dan bagaimana hal ini dapat mengubah cara kita berbisnis.” Sementara itu, Staack mengatakan proses tersebut menawarkan cara untuk menghasilkan energi dan material canggih pada saat yang bersamaan. “Tujuannya adalah untuk mengembangkan solusi yang masuk akal secara ekonomi sekaligus mengurangi emisi,” tutupnya. Studi ini telah dipublikasikan di jurnal Nature Communications.
Diterbitkan : 2026-07-06 16:57:00
sumber : interestingengineering.com
