Químicos de la Universidad de Rice han mejorado un proceso de obtención de grafeno flash para que permita usar residuos plásticos como materia prima.

Científicos obtienen grafenoa partir de residuos plásticos
El grafeno flash hecho de plástico por el laboratorio de la Universidad de Rice comienza como plástico posconsumo recibido de un reciclador. Luego se mezcla con negro de carbón y se procesa en grafeno turboestrático a través de pulsos cronometrados de CA y CC. Foto: Tour Group/Rice University

Científicos de la Universidad de Rice en Houston (Texas, EE.UU.) liderados por el químico James Tour han desarrollado un proceso para obtener grafeno flash a partir de residuos plásticos reciclados. El estudio del laboratorio se ha publicado recientemente en la revista de la Sociedad Química Americana ACS Nano.

En realidad, lo que ha hecho el grupo de investigación ha sido modificar su método para obtener grafeno flash, de forma que permita reciclar el plástico. Así, en lugar de elevar la temperatura de una fuente de carbono con corriente continua, como en el proceso original, el laboratorio expone primero los residuos plásticos a unos ocho segundos de corriente alterna de alta intensidad, seguido de la sacudida de corriente continua.

Los productos obtenidos son grafeno turbostrático de alta calidad -una sustancia soluble y valiosa que puede ser utilizada en ámbitos como la electrónica, los composites, el hormigón y otros materiales- y oligómeros de carbono, moléculas que pueden desprenderse del grafeno para su uso en otras aplicaciones.

Tour estimó que a escala industrial, el proceso, denominado ACDC, podría producir grafeno por unos 125 dólares en costos de electricidad por cada tonelada de residuos plásticos.

«En un primer trabajo mostramos que el plástico podía ser convertido, pero la calidad del grafeno no era tan buena como queríamos que fuera», explica Tour. «Ahora, usando una secuencia diferente de pulsos eléctricos, podemos ver una gran diferencia».

El químico asegura que la mayoría de las tecnologías de reciclaje de plástico del mundo son poco eficaces, y que actualmente solo alrededor del 9% del plástico producido a nivel global se recicla.  Y señala que este nuevo proceso elimina gran parte del gasto asociado con el reciclaje de plástico, incluyendo la clasificación y la limpieza que requieren energía y agua. «En lugar de reciclar el plástico en pellets que se venden a 2.000 dólares la tonelada, se podría estar reciclando en grafeno, que tiene un valor mucho mayor», explica. «Hay un incentivo tanto económico como ambiental».

A pesar de la abrumadora cantidad de materia prima plástica, tener demasiado grafeno no será un problema, según Tour. «Lo que sea que hagas con el carbono, una vez que lo extraes de la tierra del petróleo, gas o carbón, termina en el ciclo del dióxido de carbono», añade el experto. «Lo bueno del grafeno es que su degradación biológica bajo muchas condiciones es muy lenta, así que en la mayoría de los casos no vuelve a entrar en el ciclo del carbono durante cientos de años».

Tour señala que están investigando también cómo refinar el proceso de grafeno flash para otros materiales, especialmente para los residuos alimentarios. «Estamos trabajando para generar una buena secuencia de pulsos para convertir los residuos de alimentos en grafeno de muy alta calidad con la menor emisión posible», dice.

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