Rockies Ulusal Laboratuvarı (NLR) ve Kuzey Carolina Eyalet Üniversitesi (NCSU) araştırmacıları, grafit üretiminde bir atılım duyurdu. Ekip, orman ve tarım atıkları gibi biyokütleyi, şu anda piller, çelik ve ileri imalat için Çin’den ithal edilen aynı malzeme olan yüksek kaliteli grafite dönüştürmenin bir yolunu buldu. Bu keşif, ABD’nin yabancı grafite olan bağımlılığını azaltmasına ve yerli üretimi artırmasına yardımcı olabilir.
Tarım atıkları pil üretimine destek sağlayarak Çin’e bağımlılığı azaltabilir
Geleneksel olarak, grafit madenlerden çıkarılır veya petrolden üretilir ve son derece yüksek sıcaklıklar gerektirir. Yeni yöntem, biyokütleyi “biyo-grafit”e işlemek için geleneksel rafineri ekipmanlarını kullanıyor ve ithal grafite neredeyse tamamen benzeyen bir ürün yaratıyor. İşlem aynı zamanda yakıt da üretiyor, bu da onu çift amaçlı bir sistem haline getiriyor.
NLR biyoekonomi kimya mühendisi Carrie Farberow: “Bu araştırmanın yeniliği, aynı sürecin bir parçası olarak yerli grafit ve yakıt üretmenin iki uygulanabilir yolunu göstermiş olmamızdır. Bir yöntem, atık malzemeleri pil kalitesinde grafite dönüştürmemizi sağlarken, diğeri biyografit üretiminde önemli enerji ve maliyet tasarrufu sağlıyor” dedi.
İlk yöntem, petrol rafinerilerinin halihazırda kullandığı makinelerin aynısını kullanıyor. Normalde, rafineriler kalan katranı gecikmeli koklaştırma fırınlarında 932°F (500°C)’ye kadar ısıtıyor, ardından yan ürünleri 1.832°F (1.000°C)’de kalsine ediyor ve son olarak 5.432°F (3.000°C)’de grafit üretiyor.
NLR ekibi bu süreci biyokütle için uyarladı. İlk olarak, organik malzemeleri oksijensiz bir reaktörde ısıtmak için hızlı piroliz kullanıyorlar ve bir biyo-yağ üretiyorlar. Bu yağ, mevcut rafineri ekipmanları kullanılarak yakıtlara dönüştürülebilir veya biyografite çevrilebilir.
Eski bir NLR araştırmacısı olan Steven Rowland: “Araştırmamız sırasında, biyokütleden elde edilen piroliz yağı için gecikmeli koklaştırma sürecini modelledik. Mevcut petrol rafinerilerinin, zaten topladığımız bol miktardaki yerli biyokütleyi işleyip grafit gibi yüksek değerli karbonlara dönüştürme potansiyeline sahip olduğunu gördük” dedi.
Bu yaklaşım, üreticilerin mevcut operasyonlarında büyük değişiklikler yapmadan Amerikan yapımı grafit üretmelerini sağlıyor. Biyo-grafit doğrudan pillerde kullanılabilir veya petrol akışlarıyla karıştırılarak artan yerli talebi karşılamaya yardımcı olabilir.
