L'Università dell'Ohio ha assegnato 2 milioni di dollari dal Dipartimento dell'Energia per sviluppare prodotti dai rifiuti di carbone

Il Dipartimento dell’Energia (DOE) ha annunciato di aver finanziato sei progetti di ricerca e sviluppo che riutilizzeranno le risorse di carbone nazionali per prodotti grafitici di alto valore e compositi carbonio-metallo che possono essere impiegati nelle tecnologie energetiche pulite. L'Istituto per l'energia sostenibile e l'ambiente dell'Università dell'Ohio si è aggiudicato due dei sei premi, uno che esplora come i rifiuti di carbone possono essere reimmaginati come stoccaggio di energia e il secondo mira a sviluppare fili compositi in metallo carbonio ultra-conduttivi per motori elettrici.

Il DOE ha assegnato 999.976 dollari per sostenere il primo progetto, che si concentrerà sullo sviluppo di processi elettrochimici per convertire materiali a base di carbone in materiali di carbonio bidimensionali per applicazioni di supercondensatori. Il progetto è guidato dal ricercatore principale John Staser, professore associato di ingegneria chimica e biomolecolare. Inoltre, i membri della facoltà dell'OHIO Jason Trembly, professore di ingegneria meccanica e direttore dell'Istituto per l'energia sostenibile e l'ambiente, e Damilola Daramola, assistente professore di ingegneria chimica e biomolecolare, sosterranno questo progetto, insieme ai partner industriali CFOAM LLC e Capacitech Energy.

I supercondensatori vengono generalmente utilizzati per l’accumulo di energia. Il progetto mira a sviluppare processi avanzati, chiamati processo elettrochimico da carbone a materiali bidimensionali (e-Coal2D), per trasformare materiali a base di carbone in nuovi materiali che migliorano la capacità dei supercondensatori elettrochimici. CFOAM, uno dei collaboratori del settore, ha sviluppato materiali derivati ​​dal carbone che vengono utilizzati come materia prima per generare il prodotto finale. Quindi, Capacitech Energy, leader nei condensatori basati su cavi, valuterà i materiali bidimensionali nei loro sistemi.

La struttura e la composizione uniche del carbone lo rendono adatto all'uso come materia prima per la produzione di vari prodotti di carbonio di alto valore. L’obiettivo finale di questo progetto è continuare a trovare modi per reimmaginare i rifiuti di carbone per ridurre le emissioni di gas serra e creare posti di lavoro.

Guidato dal ricercatore principale Yahya Al-Majali, assistente professore di ingegneria meccanica e assistente direttore dell'Istituto per l'energia sostenibile e l'ambiente, questo progetto mira a sviluppare compositi metallici di carbonio economicamente vantaggiosi con proprietà elettriche di massa migliorate da utilizzare nei motori elettrici. Questo progetto è stato sviluppato da una missione più ampia volta ad aumentare l’efficienza energetica americana e ridurre le emissioni di gas serra a livello globale.

Utilizzando materiali derivati ​​dai rifiuti di carbone, in particolare nanografite e grafene, verranno creati compositi metallo-carbonio utilizzando nuovi processi di formatura dei metalli. Le prestazioni del materiale finito, che assumerà la forma di un filo ultraconduttivo, verranno quindi testate e quantificate per garantire la disponibilità per le applicazioni nel mondo reale. Il filo è destinato ad essere utilizzato in applicazioni di motori elettrici, che supportano ulteriormente la tecnologia per ridurre in ultima analisi le emissioni di gas serra.

Il premio del DOE ammonta a 1 milione di dollari con una quota di costi di 250.000 dollari. I partner del settore includono MetalKraft Technologies LLC, Fisk Alloy Inc., CONSOL Innovations, Hydro Precision Tubing North America, AmeriCarbon LLC, SP2 Carbon Technology Co e Clear Skies Consulting LLC. Inoltre, un team di ricercatori dell'OHIO sosterrà questo progetto, tra cui Jason Trembly e David Drabold, illustre professore di fisica.

L’introduzione di carboni grafitici derivati ​​dal carbone nei cavi elettrici potrebbe ridurre significativamente il consumo energetico americano, prevenendo fino a 14 milioni di tonnellate di emissioni di anidride carbonica e facendo risparmiare ai consumatori 4,3 miliardi di dollari all’anno se solo il 20% dei motori a corrente alternata (AC) utilizzasse cavi ultraconduttivi. Infine, questa tecnologia creerà potenzialmente nuovi posti di lavoro nel settore manifatturiero per le comunità carbonifere.