de.wedoany.com-Bericht: Einem Team der Texas A&M University ist es gelungen, ein neues Verfahren zur direkten Herstellung von Graphenoxid aus Methan zu entwickeln, das eine skalierbare Alternative zu den traditionell kostenintensiven Herstellungswegen bietet.

Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht. Sie beschreibt den vollständigen Prozess, bei dem Methan, der Hauptbestandteil von Erdgas, mithilfe einer nicht-thermischen Plasma-Wasser-Grenzfläche in hochreines Graphenoxid umgewandelt wird, wobei gleichzeitig Wasserstoff entsteht. Das Projekt wird von Dr. David Staack, außerordentlicher Professor am J. Mike Walker '66 Department of Mechanical Engineering und stellvertretender Vizepräsident für Forschung an der Texas A&M University, geleitet. Nach Angaben des Forschungsteams geht dieses Ergebnis auf ein Projekt zurück, das sich ursprünglich auf die Wasserstoffproduktion konzentrierte.

Die traditionelle Herstellung von Graphenoxid beginnt in der Regel mit abgebautem Graphit und ist auf chemisch intensive Verfahren angewiesen. Die neue Methode hingegen baut Graphenoxid direkt aus Methanmolekülen auf und unterscheidet sich damit grundlegend im Herstellungsweg.

Graphenoxid ist ein Kohlenstoff-Nanomaterial, das in zahlreichen Bereichen wie Lithium-Ionen-Batterien, Elektronik, Beschichtungen, Verbundwerkstoffen und der fortschrittlichen Fertigung eingesetzt wird. Die Forscher weisen darauf hin, dass die Lieferkette für Graphit und seine Derivate in den USA derzeit noch begrenzt ist, was die Aufmerksamkeit auf alternative Produktionstechnologien verstärkt.

Das Forschungsteam berichtet, dass die Leistungsfähigkeit des mittels des Plasmaverfahrens hergestellten Graphenoxids mit der von handelsüblichen Produkten vergleichbar ist. Die Studie stellt zudem eine Methode vor, die eine skalierbare Produktion von hochreinem, einschichtigem Graphenoxid unter atmosphärischen Bedingungen ermöglicht.

Dr. Micah Green, Professor für Chemieingenieurwesen und stellvertretender Fachbereichsleiter sowie Co-Leiter der Studie, erklärte, dass es sich hierbei um den ersten berichteten Fall einer skalierbaren Herstellung von Graphenoxid aus einem Erdgasvorläufer handelt. Er ist der Ansicht, dass das Verfahren mit der allgemeinen Ausrichtung der Industrie übereinstimmt, petrochemische Rohstoffe in hochwertige Kohlenstoff-Nanomaterialien umzuwandeln, anstatt sie als Kohlendioxid zu emittieren.

Die Forscher geben an, dass diese Technologie das Potenzial hat, die zukünftige inländische Produktion von Kohlenstoff-Nanomaterialien zu unterstützen und gleichzeitig neue Möglichkeiten in den Bereichen Energiespeicherung, Elektronik und fortschrittliche Fertigung zu schaffen. Das Projekt wurde von der in College Station, Texas, ansässigen Energiegesellschaft LTEOIL unterstützt. Das Verfahren wandelt Kohlenstoff in Graphenoxid um und produziert gleichzeitig Wasserstoff, wodurch ein Weg zur Gewinnung von fortschrittlichen Materialien und Energie aus demselben Rohstoff eröffnet wird.