肯塔基大学应用能源研究中心(CAER)的研究人员开发了一种将肯塔基废煤转化为有价值的碳产品的方法。
肯塔基州是全美第产煤州,每年开采数百万吨。开采后,煤炭被送往选矿厂,在那里进行分级和分离以便运输。作为该过程的一部分,会在现场生产和储存不适合运输的煤炭流(称为废煤)。据估计,肯塔基州所有煤田都存在超过40亿吨废煤。
CAER采用的技术显示出为碳纤维和石墨建立具有成本竞争力的国内供应链的巨大前景,这些战略材料对我们的全球经济日益重要。
CAER研究人员能够将环境责任(扣押的废煤)转化为备受追捧的战略材料,对国家交通、国家安全和可再生能源部门至关重要。
“肯塔基大学不断在科学领域掀起波澜,无论是在能源、农业还是国防方面的进步。今天令人兴奋的突破证明了英国CAER研究团队在彻底改变煤炭使用方式方面所做的令人难以置信的工作。
“这不仅对大学来说是个好消息,而且对成千上万的煤炭工人来说也是一个巨大的胜利,他们的生计依赖于肯塔基州强大的煤炭工业。作为参议院共和党领袖,我很自豪能够成为我们联邦研究的合作伙伴与英国密切合作支持该项目的美国参议员米奇·麦康奈尔(MitchMcConnell)表示:“我很高兴看到这个才华横溢的团队将如何在这一进展的基础上再接再厉。”
“C4WARD:碳纤维和复合材料的煤炭转化”项目侧重于开发必要的基础和转化科学和工程,以创建节能且具有成本效益的工艺,以从煤炭中制造具有可调性能的碳纤维和石墨。
一项关键的技术进步是开发了一种可行的工艺,将煤转化为过滤液体,然后将该液体转化为中间相沥青——一种液晶材料,可以转化为具有极高刚度的高度有序碳纤维。它同样可以用于生产石墨粉。
在这一突破中,高模量碳纤维是由废煤生产的,这意味着它们具有高刚度重量比。纤维中近一半的碳来自废煤。
CAER主任兼C4WARD首席研究员罗德尼·安德鲁斯(RodneyAndrews)表示:“碳纤维和石墨对于任何能源转型都至关重要。”“我们相信,随着对碳纤维和石墨的需求持续增长,这项技术确实有机会为肯塔基州煤炭社区创造新的就业机会并增加经济机会。”
该项目由CAER碳材料小组牵头,由Andrews和CAER副主任MatthewWeisenberger指导。CAER是开发各种来源的碳纤维的全球领导者,并且拥有北美学术机构中最大的碳纤维纺丝设备。
英国总统伊莱·卡皮卢托(EliCapilouto)表示:“我继续受到CAER杰出研究和发现的启发和动力。”“但是,如果没有参议员米奇·麦康奈尔的一贯和大力支持,我们就无法开展如此开创性的工作。麦康奈尔参议员长期以来一直支持我们的能源研究和开发工作,并且是最早支持这一项目的人之一特定项目。我们仍然感谢他的领导。”
C4WARD项目融合了该大学的两项研究优先计划,这些计划要求肯塔基州的顶尖研究人员专注于联邦最紧迫的问题。该项目对于英国现有的能源研究优先领域和英国新创建的材料科学研究优先领域(RPA)至关重要。RPA的目标是寻找创新解决方案来应对行业挑战,并使联邦成为竞争激烈的材料市场的全球领导者。
英国负责研究的副校长丽莎·卡西斯(LisaCassis)表示:“材料对我们的未来至关重要,肯塔基大学致力于确保肯塔基州处于有利位置,在这个不断发展的市场中产生重大影响。”“从制造电动汽车和下一代电子设备,到开发新的电池技术或储能系统,我们将需要新的方法从国内来源获取这些材料。我们正在努力确保该州的旗舰大学在这里与我们合作并为肯塔基州的这些行业增加价值。”