Университет Огайо выделил 2 миллиона долларов от Министерства энергетики на разработку продуктов из угольных отходов

Министерство энергетики (DOE) объявило, что профинансировало шесть научно-исследовательских проектов, которые позволят перенаправить внутренние угольные ресурсы на производство дорогостоящих графитовых продуктов и углеродно-металлических композитов, которые можно будет использовать в экологически чистых энергетических технологиях. Институт устойчивой энергетики и окружающей среды Университета Огайо получил две из шести наград: одна за исследование того, как угольные отходы можно переосмыслить в качестве накопителя энергии, а вторая направлена ​​на разработку сверхпроводящего композитного провода из углеродного металла для электродвигателей.

Министерство энергетики выделило 999 976 долларов на поддержку первого проекта, который будет сосредоточен на разработке электрохимических процессов преобразования материалов на основе угля в двумерные углеродные материалы для применения в суперконденсаторах. Проект возглавляет главный исследователь Джон Стазер, доцент кафедры химической и биомолекулярной инженерии. Кроме того, этот проект поддержат преподаватели из Огайо Джейсон Трембли, профессор машиностроения и директор Института устойчивой энергетики и окружающей среды, и Дамилола Дарамола, доцент кафедры химической и биомолекулярной инженерии, а также отраслевые партнеры CFOAM LLC и Capacitech Energy.

Суперконденсаторы обычно используются для хранения энергии. Проект направлен на разработку передовых процессов, называемых процессом электрохимического преобразования угля в двумерные материалы (e-Coal2D), для преобразования материалов на основе угля в новые материалы, которые повышают емкость электрохимических суперконденсаторов. CFOAM, один из партнеров отрасли, разработал материалы, полученные из угля, которые используются в качестве сырья для производства конечного продукта. Затем компания Capacitech Energy, лидер в производстве кабельных конденсаторов, оценит двумерные материалы в своих системах.

Уникальная структура и состав угля делают его пригодным для использования в качестве сырья для производства различных дорогостоящих углеродных продуктов. Конечная цель этого проекта — продолжить поиск способов переосмысления угольных отходов для сокращения выбросов парниковых газов и создания рабочих мест.

Этот проект, возглавляемый главным исследователем Яхьей Аль-Маджали, доцентом кафедры машиностроения и помощником директора Института устойчивой энергетики и окружающей среды, направлен на разработку экономически эффективных углеродно-металлических композитов с улучшенными объемными электрическими свойствами для использования в электродвигателях. Этот проект был разработан с целью повышения энергоэффективности Америки и сокращения выбросов парниковых газов во всем мире.

Используя материалы, полученные из угольных отходов, в частности нанографит и графен, будут создаваться углеродно-металлические композиты с использованием новых процессов обработки металлов давлением. Характеристики готового материала, который примет форму сверхпроводящего провода, затем будут протестированы и количественно оценены, чтобы гарантировать готовность к реальному применению. Провод предназначен для использования в электродвигателях, что дополнительно поддерживает технологию, позволяющую в конечном итоге сократить выбросы парниковых газов.

Сумма премии Министерства энергетики составляет 1 миллион долларов США с долей затрат в размере 250 000 долларов США. В число отраслевых партнеров входят MetalKraft Technologies LLC, Fisk Alloy Inc., CONSOL Innovations, Hydro Precision Tubing North America, AmeriCarbon LLC, SP2 Carbon Technology Co и Clear Skies Consulting LLC. Кроме того, этот проект будет поддерживать группа исследователей из Огайо, в том числе Джейсон Трембли и Дэвид Драболд, выдающийся профессор физики.

Внедрение графитового углерода, полученного из угля, в электрические провода могло бы значительно снизить потребление энергии в Америке, предотвратив до 14 миллионов тонн выбросов углекислого газа и сэкономив потребителям 4,3 миллиарда долларов в год, если бы только 20 процентов двигателей переменного тока (AC) использовали сверхпроводящий провод. Наконец, эта технология потенциально создаст новые производственные рабочие места для угольных сообществ.