Skip to main content

MIT-onderzoekers zoeken een groenere manier om koolstofnanotubes te maken

Koolstofnanobuisjes zijn een baanbrekend onderdeel dat wordt gebruikt op het gebied van elektronica, geneeskunde en industrieel ontwerp vanwege hun grootte, sterkte en elektrische eigenschappen. Tijdens hun productie komen echter grote hoeveelheden broeikasgassen, inclusief gevaarlijke luchtverontreinigende stoffen, vrij in de atmosfeer. Daarbovenop worden honderden ton chemicaliën gebruikt bij de productie. Echter in een paper vorige week gepubliceerd door ACS Nano, rapporteerden onderzoekers dat ze een methode hebben bedacht die de schadelijke bijproducten van de productie van koolstofantonnen met een factor van vermindert 100.

De nieuwe methode biedt een stap waarbij op koolstof gebaseerde gassen worden verwarmd en er essentiële reactieve "ingrediënten" worden geïntroduceerd die verontreinigende stoffen verminderen, terwijl de hoeveelheid energie die wordt gebruikt bij de productie van koolstofnanobuisjes wordt verminderd. Desiree Plata, die het onderzoek leidde tussen 2007 en 2009 als doctoraatsstudent in het gezamenlijke programma van MIT met de Woods Hole Oceanographic Institution, zei over de methode: "We waren in staat om dit alles te doen en hebben nog steeds een goede CNT-groei".

Plata en de andere onderzoekers ontdekten dat fabrieken tijdens het standaardproces voor de productie van koolstofnanobuizen waterstof combineren met een "voedingsgas", zoals methaan, koolmonoxide of ethyleen. Vervolgens verwarmen ze deze combinatie in een reactor die een metaalkatalysator zoals nikkel of ijzer bevat, die vervolgens de nanobuisjes vormt. Tijdens dit proces worden echter veel niet-gereageerde verbindingen (die tot 97% kunnen bedragen) vrijgemaakt in de atmosfeer.

Plata en haar team realiseerden zich dat niet al deze componenten cruciaal waren voor de vervaardiging van nanobuisjes, dus combineerden ze onverwarmd ethyleen en waterstof met 40 verschillende verbindingen één voor één, om te zien welke nodig waren voor het maken van nanobuizen. Hun experiment zag een grote reductie van emissies en energieverbruik, omdat er bij het proces alkynes op kamertemperatuur werden gebruikt.

Plata zei dat hun onderzoek zou kunnen leiden tot "aanzienlijke kostenbesparingen" voor fabrikanten. Hoewel het meerdere jaren duurt voordat fabrikanten de nieuwe methoden toepassen, hebben verschillende bedrijven, zoals Nanocomp Technologies, gezegd dat ze zullen proberen de milieu-impact van nanobuisproductie te minimaliseren.