【我們為什麼編譯這篇文章】石墨(Graphite),又稱黑鉛(Black Lead),和煤炭一樣都是碳的同素異形體,不過兩者的命運卻截然不同。石墨相較煤炭,具高經濟價值,可以做成奈米碳管,而煤炭屬燃料,且其燃燒所排放的二氧化碳量高於石油及天然氣,多國已漸漸關閉現有運行的燃煤電廠。

煤被認為是遠古植物遺骸埋在地層下,經過泥炭→褐煤→次煙煤→煙煤→無煙煤的轉變所形成的,而無煙煤還可以進一步轉化為石墨,只是其中化學反應相當複雜。近日美國學者研究發現用微波爐加熱煤炭,可轉換成石墨,成果令人驚豔。(責任編輯:賴佩萱)

煤炭跟石墨都是碳的結構形式,卻有著不同的價值,要如何將煤炭轉化成比較高價值的石墨?美國懷俄明大學最新研究指出,只需要一台傳統的家用微波爐就能做到!

振興漸漸沒落的煤炭工業,科學家找到將煤炭轉換成石墨的解方

美國懷俄明州的保德河盆地是該國的煤炭重要產地,不過隨著全球倡議漸少碳排放,美國的燃煤發電廠正逐漸減少中,間接導致懷俄明州的煤炭工業衰退。

科學家一直在努力尋找煤炭的替代用途,懷俄明大學的研究發現一種可以將煤炭粉末成功轉會成高價值的奈米石墨的方式,而且竟然只要用傳統家用微波爐就可以辦到,這項研究或許將可為當地沒落的煤炭工業帶來一線希望。

懷俄明大學學者在《Nano-Structures & Nano-Objects》期刊上發表最新研究,如果將當地煤炭磨成粉末狀後放在銅箔上,並將氬氣和氫氣的混合氣體密封在玻璃容器內,使用傳統的家用微波爐加熱 15 分鐘後,因微波爐提供了所需的輻射水平,可以降低煤炭的水分含量,同時去除硫以及其他礦物質,讓炭粉形成了較高價值的石墨。

量產經濟效益,將成石墨替代來源?

研究作者 Chris Masi 透露,實驗中他們將銅箔裁切成叉型,在微波時輻射會產生火花,幾秒鐘之內會產生超過華氏 1,800 度(約攝氏 982.22 度)的極度高溫,恰好提供了煤炭粉轉換成石墨時所需的極度高溫。

主導研究的學者 TeYu Chien 表示,這個方法將為大量的碳來源物質,透過具有生態與經濟效益的方式轉換成高價值的材料。研究團隊指出,如果能將這套轉化的方法加以改進並且投入大規模應用,將有機會成為奈米石墨材料生產的重要替代來源。

參考資料

科技新報》、《University of Wyoming

(本文提供合作夥伴轉載;首圖來源:Wikipedia。)

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