Trí tuệ Nga: Tạo ra gốm sứ chịu nhiệt từ vỏ bưởi

Công nghệ sản xuất gốm chịu lửa từ Titanium carbide (Tin Carbide -TiC) sử dụng sản phẩm phân hủy chất thải công nghiệp thực phẩm ở nhiệt độ cao là thành quả phát triển của các chuyên gia từ Đại học Bách khoa Tomsk.

Theo lời họ cho biết, mẫu thu được có khả năng hấp thụ Carbon dioxide từ khí quyển một cách hiệu quả và có thể trở thành yếu tố chủ chốt trong chiến lược khử carbon. Kết quả đã được giới thiệu trên New Journal of Chemistry.

Như các chuyên gia của Đại học Bách khoa Tomsk lưu ý, ngày nay các nước và công ty đang cố gắng để sản xuất không chất thải hoặc phát triển các chiến lược xử lý chất thải theo hướng mang lại lợi ích tối đa dành cho các ứng dụng công nghiệp khác.

Theo quan điểm của các nhà hóa học, mối quan tâm lớn nhất là chất thải thực vật - hạt, vỏ, lá và các mảnh thực vật khác không ăn được, bởi từ đó có thể thu được carbon nguyên chất với các cấu trúc khác nhau, sẽ được sử dụng để tổng hợp các hợp chất đa dạng, sau đó dùng trong điện tử, y học và ngành sản xuất máy bay.

Kỹ sư, Phòng thí nghiệm Vật liệu tiên tiến cho ngành năng lượng, TPU

© Ảnh

Các chuyên gia cho biết rằng hợp chất carbon với một số kim loại nhất định có thể tạo ra những vật liệu với đặc tính cơ, điện và vật lý được cải thiện để sử dụng trong điều kiện khắc nghiệt - ví dụ như trong chân không hoặc trong môi trường có tính ăn mòn hóa học.

Một chất như vậy là Titanium carbide (Tin Carbide - TiC). Ngoài những ứng dụng chuyên sâu như trong điều kiện bất thường, nó còn được dùng chẳng hạn như trong pin, ăc-quy, chất xúc tác khi sản xuất Palladium và các hợp chất hữu cơ đơn giản, cũng như trong các bộ lọc hiệu quả để thu giữ carbon dioxide từ không khí.

Các nhà khoa học tại Đại học Bách khoa Tomsk đã đề xuất phương pháp mới độc đáo, giúp thu được Titanium carbide bằng cách sử dụng carbon sinh học từ vỏ bưởi.

"Mỗi loài thực vật đều có cấu trúc riêng, lặp lại trong hình thái carbon mà nó tạo ra. Chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu với carbon thu được và phát hiện ra rằng trong số tất cả chất thải thực vật mà chúng tôi sử dụng thì carbon từ vỏ bưởi có đặc tính tuyệt vời để sản xuất gốm sứ chịu lửa", - PGS Kirill Larionov từ Trung tâm Khoa học và Giáo dục mang tên I. N. Butkov của Đại học Bách khoa Tomsk cho biết.

Việc tổng hợp Titanium carbide được thực hiện từ bột titan và carbon từ vỏ bưởi mà không dùng chân không, giúp giảm đáng kể chi phí năng lượng và thời gian sản xuất. Còn đặc tính của sản phẩm mới trong một số trường hợp vượt hơn đặc tính của bột Titanium carbide thu được khi sử dụng muội than, - một trong những tác giả của dự án là bà Arina Svinukhova, kỹ sư Phòng thí nghiệm Các vật liệu triển vọng của ngành năng lượng giải thích.

“Điểm ưu việt chính của nó là chi phí thấp và diện tích bề mặt riêng lớn hơn, nghĩa là nó phản ứng tốt hơn với kim loại”, - bà nói thêm.

Như đánh giá của ông Alexandr Pak lãnh đạo dự án chiến lược “Năng lượng của tương lai” thuộc Đại học Bách khoa Tomsk, nghiên cứu này phù hợp với chương trình nghị sự toàn cầu về quá trình chuyển đổi năng lượng lần thứ tư, tác động đến quá trình tái chế và thu được vật liệu hữu ích từ rác thải. Như vậy gốm sứ từ carbon thực vật không chỉ có thể thu giữ mà còn có thể thanh lọc Carbon dioxide.

Từ kết quả này, các nhà khoa học Nga ở Tomsk dự kiến tiếp tục nghiên cứu tổng hợp Titanium carbide bằng cách sử dụng các loại carbon sinh học khác và trên cơ sở đó chế tạo gốm sứ để so sánh các đặc tính của nó với các mẫu tương tự.