Tim UNSW otkrio je da se ljuske kikirikija, kojih godišnje nastaje više od 10 miliona tona, mogu pretvoriti u ugljenične materijale slične grafenu. Proces kombinuje faznu predobradu (~500 °C) koja stvara provodljivi čar i flash joule heating — kratki električni bljesak koji podiže temperaturu iznad 3.000 °C u milisekundama. Metoda ne koristi hemikalije, troši manje energije, daje visokokvalitetan (najčešće višeslojni) grafen i mogla bi se komercijalno skalirati za 3–4 godine.
Ljuske kikirikija kao izvor grafena: jeftinija i ekološka metoda tima UNSW
(Isabel Pavia/Moment/Getty Images)
Globalna proizvodnja kikirikija generiše više od 10 miliona tona ljuski godišnje. Tim sa University of New South Wales (UNSW) pokazao je da se ta biomasа može pretvoriti u visokokvalitetne ugljenične materijale slične grafenu, koristeći efikasan proces bez hemikalija.
Kako funkcioniše metoda
Ključ je u ligninu — prirodnom polimeru bogatom ugljenikom koji se nalazi u biljnim ostacima, uključujući ljuske kikirikija. Istraživači su prvo testirali nekoliko metoda predobrade pre same transformacije pomoću postupka nazvanog flash joule heating (FJH).
A summary of the production process. (De Cachinho Cordeiro et al.,Chem. Eng. J. Adv., 2026)
Najefikasnija predobrada koju su identifikovali sastoji se od dve faze: indirektnog Joule grejanja na oko 500 °C tokom približno 5 minuta, a potom kratke faze na višoj temperaturi. Ta fazna predobrada uklanja značajan deo nečistoća i pretvara ljuske u čar — provodljiv, ugljenično bogat materijal pogodniji za FJH.
Flash Joule Heating (FJH)
FJH daje kratki, intenzivni električni „bljesak“ koji u milisekundama podiže temperaturu materijala iznad 3.000 °C. Taj trenutni termički impuls preuređuje atome ugljenika i formira grafitske strukture, uključujući višeslojne turbostratične forme grafena — odnosno nekoliko slojeva grafena koji su međusobno pomereni.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
„Većina otpada od ljuski se odbacuje ili reciklira u niskovredne primene koje ne iskorišćavaju njihov puni potencijal. U našem radu pokazali smo da se ljuske mogu pretvoriti u visokokvalitetan grafen koristeći manje energije i bez hemikalija“, kaže UNSW mašinski inženjer Guan Yeoh.
Prednosti i ograničenja
Proces donosi nekoliko značajnih prednosti: ne zahteva hemikalije, štedi energiju u poređenju sa nekim tradicionalnim metodama i koristi jeftinu i široko dostupnu sirovinu. Dobijeni materijal ocenjen je kao visokog kvaliteta, posebno za primene koje ne zahtevaju strogo jednoslojni grafen.
Ipak, postoje ograničenja: većina proizvedenog materijala je višeslojni (turbostratičan) grafen, a istraživači procenjuju da bi komercijalna skalabilnost metode mogla zahtevati još tri do četiri godine radova i optimizacije.
Dalji pravci istraživanja
Tim planira da primeni istu pripremu i FJH metodologiju na druge vrste biomase, na primer talog kafe ili kore banana, da proveri opštu primenljivost procesa. Ako se pokaže široko primenljivim, pristup bi mogao pretvoriti velike količine organskog otpada u vredne ugljenične materijale.
Studija je objavljena u časopisu Chemical Engineering Journal Advances.
Pomozite nam da budemo bolji.
