de.wedoany.com-Bericht: Forscher der Swanson School of Engineering der Universität Pittsburgh haben ein Niedertemperaturverfahren entwickelt, das Ethan in Batteriegraphit und Wasserstoff umwandelt. Dies könnte einen energieeffizienteren Weg zur Herstellung von Schlüsselmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien und saubere Energiesysteme bieten.
Die Forschung geht auf die Untersuchung der Steigerung der Ethylenproduktionseffizienz durch geschmolzene Metallkatalyse zurück. Während der Experimente entdeckte das Team, dass die bei der Ethan-Dehydrierung entstehenden Kohlenstoff-Nebenprodukte hochwertige Graphitstrukturen bilden, anstatt unerwünschte Ablagerungen zu erzeugen. Das Verfahren läuft bei Temperaturen unter 1000 °C, deutlich niedriger als die etwa 3000 °C der herkömmlichen Graphitherstellung.
Das von Professor Götz Veser vom Fachbereich Chemie- und Erdöltechnik geleitete Forschungsteam untersuchte die geschmolzene Metallkatalyse als Alternative zum traditionellen Dampfcrackverfahren. Das herkömmliche Verfahren ist energieintensiv und erfordert regelmäßige Stillstände zur Entfernung von Kohlenstoffablagerungen auf den Reaktoroberflächen. Im geschmolzenen Metallsystem trennt sich der Kohlenstoff auf natürliche Weise von der Reaktionszone und steigt an die Oberfläche, wodurch Verkrustungsprobleme reduziert werden.
Mohammad Masnadi, Assistenzprofessor und Mitglied des Forschungsteams, erklärte in einer Stellungnahme, dass geschmolzenes Metall einen überraschenden Vorteil biete: Aufgrund der extrem hohen Dichte des flüssigen Metalls schwimme der Kohlenstoff auf und bleibe oben.
Die Forscher stellten anschließend fest, dass das gewonnene Kohlenstoffmaterial Batteriegraphit ist, das für Lithium-Ionen-Batterieanwendungen geeignet ist. Das Verfahren produziert gleichzeitig Wasserstoff als Koppelprodukt, was den potenziellen Wert für die Energie- und Industriemärkte erhöht.
Die Forscher gründeten das Start-up Graphonos Materials, um die Technologie zu kommerzialisieren. Das Unternehmen sammelt derzeit Mittel, um ein vollständiges Tischsystem zu entwickeln, das eine tägliche Produktion im Kilogramm-Maßstab ermöglicht. Veser erklärte, dass die nächste Phase die für das Design einer Pilotanlage erforderlichen technischen Daten liefern werde.
Das Team wies darauf hin, dass das Verfahren die heimische Graphitproduktion unterstützen und gleichzeitig einen emissionsarmen Weg zur Umwandlung von Erdgasrohstoffen in Materialien für den Elektrifizierungs- und Energiespeichermarkt eröffnen könne.
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