Investigadores de la Universidad Texas A&M y ExxonMobil están usando un proceso llamado exfoliación electroquímica para convertir el coque de petróleo en grafeno.
“Sabemos que el coque de petróleo contiene materiales similares al grafeno”, dijo Micah Green, uno de los científicos involucrados en el proyecto, en un comunicado. “Nuestro desafío era aislar el grafeno del material de partida”.
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Para lograr esta tarea, los investigadores recurrieron a la electroquímica. Colocaron coque en una solución electrolítica con un electrodo de trabajo y un contraelectrodo. Cuando aplicaron voltaje al electrodo de trabajo, las especies iónicas o iones negativos del electrolito migraron entre el grafeno hojas en un proceso llamado intercalación.
“Piense en el coque como un libro y el grafeno como cada hoja de papel individual”, dijo Green. “Cuando el libro se coloca plano sobre el lomo, las páginas se abren en abanico y tienen más espacios entre ellas. El proceso de exfoliación electroquímica es similar”.
Según el investigador, cuando se expande el coque, el grafeno se separa. Los iones negativos se crean y se mueven hacia los espacios entre las hojas de grafeno, completando el subproducto del coque y la separación del grafeno.
En un papel publicado en la revista Materiales 2D y Aplicacionesel científico y su equipo explican que muchas aplicaciones de grafeno requieren una alta conductividad, pero se desconoce si el grafeno del coque de petróleo podría lograr tal rendimiento.
El grafeno creado a partir del coque tenía una conductividad de 50 siemens por metro en comparación con una batería de iones de litio típica, cuya conductividad eléctrica es de unos 150-160 siemens por metro. Con un tratamiento térmico llamado recocido, los investigadores pudieron aumentar la conductividad aún más, haciéndola comparable a los electrodos en las baterías de iones de litio.
En opinión de los científicos, estos hallazgos pueden ayudar a hacer realidad las aplicaciones de grafeno que han estado en desarrollo durante años.
“El futuro de la ampliación de nanomateriales está directamente relacionado con las corrientes existentes en la industria petroquímica, y anticipo muchos más casos en los que los productos químicos derivados del petróleo se conviertan en materiales de carbono de alto valor como el grafeno”, dijo Green.
