es.wedoany.com Noticia: Un equipo de investigación de la Escuela de Ingeniería Swanson de la Universidad de Pittsburgh (University of Pittsburgh Swanson School of Engineering), mientras exploraba un proceso limpio para convertir etano en etileno, descubrió inesperadamente un método de bajo costo para producir grafito de alta calidad. Durante el proceso de bombear etano en metal fundido a temperaturas inferiores a 1000 grados Celsius, el equipo observó que los subproductos de carbono que ascendían a la superficie tenían una apariencia "esponjosa", y tras su identificación, resultaron ser grafito de alta calidad.
El grafito es un componente clave en las baterías de iones de litio, ampliamente utilizado en vehículos eléctricos, productos electrónicos y almacenamiento de energía verde. Actualmente, el proceso principal de producción de grafito requiere calentar la materia prima a 3000 grados Celsius, con una eficiencia energética extremadamente baja, y aproximadamente el 95% del suministro global proviene de China. Esta nueva tecnología fue descubierta accidentalmente por Aime Laurent Twizerimana, entonces estudiante de doctorado, en el laboratorio del profesor Götz Veser. El equipo solicitó posteriormente una patente provisional y fundó la startup Graphonos Materials (anteriormente Grapheon).
Veser, profesor de ingeniería química y petrolera en la Escuela Swanson, afirmó que esta investigación busca explorar caminos que vinculen el procesamiento de combustibles fósiles con un futuro más sostenible. El equipo central incluye a Veser, Twizerimana, el profesor asistente Mohammad Masnadi y el estudiante de doctorado Nader Sawtarie. Se centran en un nuevo método para el craqueo de etano. El etano es el componente principal del gas natural en el oeste de Pensilvania, y su craqueo para producir etileno requiere una gran cantidad de energía térmica, generando subproductos de carbono sólido. El proceso tradicional inyecta vapor para evitar la obstrucción del reactor, pero es intensivo en energía y emisiones, y requiere paradas periódicas para limpiar la acumulación de carbono.
Los investigadores recurrieron a la catálisis con metal fundido. Aunque esta tecnología existe desde hace casi un siglo, no se ha utilizado ampliamente. Masnadi explicó que la densidad extremadamente alta del metal fundido permite que el carbono flote hacia la superficie, facilitando su separación. Durante su investigación doctoral, Twizerimana descubrió que el uso de ciertos metales producía estructuras de carbono más esponjosas. Tras la caracterización realizada por Sawtarie, este subproducto resultó ser grafito de alto valor.
Actualmente, la mayor parte del grafito de grado para baterías se produce en China mediante un proceso discontinuo que dura aproximadamente tres semanas, calentando coque de aguja a 3000 grados Celsius. El proceso desarrollado por el equipo de la Universidad de Pittsburgh puede producir grafito de grado para baterías a temperaturas inferiores a 1000 grados Celsius, generando simultáneamente hidrógeno como subproducto valioso. La tecnología ya ha sido validada en laboratorio y ha atraído la atención de capital de riesgo. Recientemente, el equipo ganó el Premio a la Innovación Aramco (Aramco Innovator Prize) de 20,000 dólares en la Competencia de Planes de Negocio de Rice (Rice Business Plan Competition) y obtuvo un premio de 25,000 dólares en la Gran Competencia de Ideas (Big Idea Competition) de la Universidad de Pittsburgh.
El CEO de Graphonos Materials, Twizerimana, indicó que existe una fuerte demanda en el mercado de grafito de bajo costo y sostenible. El equipo está recaudando fondos para desarrollar el primer sistema completo a escala de mesa, con el objetivo de producir varios kilogramos de grafito al día. Veser señaló que, si el proyecto tiene éxito, podrá convertir el etano del oeste de Pensilvania in situ en dos productos cruciales para la transición hacia la energía limpia.
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