Patentan una tecnología para obtener grafeno a bajo coste

Láminas de grafeno obtenidas mediante reducción térmica orientadas al azar. Imagen de microscopia electrónica de barrido cedida por el INCAR-CSIC

Láminas de grafeno obtenidas mediante reducción térmica orientadas al azar. Imagen de microscopia electrónica de barrido cedida por el INCAR-CSIC

El Grupo de Materiales Compuestos del INCAR-CSIC ha patentado una tecnología desarrollada en Asturias que permite obtener grafeno a partir de coque, un producto derivado del carbón y el petróleo. El procedimiento, que evita la fase de grafitización, permitiría reducir los costes de fabricación de un material que está revolucionando la tecnología actual.

UCC+i FICYT

“El método químico de producción de grafeno, a día de hoy, es el más adaptable a su explotación industrial, porque permite sintetizarlo con más facilidad y en mayores cantidades. Pero, para producirlo de esta forma, hasta ahora era necesario partir de grafito”, explica Rosa Menéndez, responsable del grupo de Materiales Compuestos del INCAR-CSIC y coordinadora del CSIC en Asturias.

Por ello, el abaratamiento de los costes que implica esta tecnología, recién inscrita en el registro español de patentes, se debe a la eliminación de los costes asociados a adquirir o producir grafito, un proceso que conlleva un considerable gasto energético al requerir altas temperaturas. En su lugar, los investigadores obtienen óxidos de grafeno y grafeno directamente a partir del coque, un derivado del carbón o el petróleo cuya síntesis requiere menos temperatura y está disponible a menores precios que el grafito: “Mientras que para obtener grafito es necesario alcanzar temperaturas de 2500 a 2800 ºC, el coque que utilizamos sólo requiere temperaturas en torno a 1000 ºC”, señala Rosa Menéndez.

Rosa Menéndez. Foto: INCAR-CSIC

Rosa Menéndez. Foto: INCAR-CSIC

Tres pasos, múltiples aplicaciones
El primer paso del método desarrollado por los investigadores del INCAR-CSIC consiste en someter el coque a un tratamiento oxidativo que permite obtener óxido de grafito, indica Rosa Menéndez. Una vez hecho esto, “sometemos el óxido de grafito a un procedimiento de exfoliación con el que conseguimos láminas aisladas de óxido de grafeno”. Y por último,  concluye la investigadora, “sometemos el óxido a un proceso de reducción térmica para eliminar los átomos de oxígeno que colgaban de la estructura y obtener así grafeno”.

Tal y como señalan los investigadores, las formas de grafeno que han obtenido utilizando esta tecnología presentan características estándar y similares a las obtenidas a partir de grafito, y tienen las mismas aplicaciones que el grafeno convencional.
Por eso, indica Rosa Menéndez, “del grafeno podemos decir como antaño, que se aprovecha todo, porque los óxidos que se obtienen como producto intermedio ya son un material de gran interés en sí mismos, con grandes posibilidades de utilización en química fína, catálisis y biomedicina”.

———————————————————

Resultado de un proyecto Consolider-Ingenio 2010
La patente es uno de los resultados obtenidos por el INCAR-CSIC en el marco de MULTICAT, un proyecto Consolider-Ingenio 2010 financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad.  Coordinado por el Instituto de Tecnología Química de Valencia, participa el Instituto Nacional del Carbón (INCAR-CSIC), la Universidad de Zaragoza, la Universidad de Castilla-La Mancha y el Instituto de Química Orgánica General del CSIC (IQOG-CSIC). Por el momento, la iniciativa ha permitido a los investigadores del INCAR sintetizar una gran variedad de carbones activados, grafenos con distintas estructuras y tamaños de lámina y nanotubos de carbono, que han mostrado utilidad como coadyuvantes en diversas reacciones químicas.

———————————————————–

Proyecto europeo: grafeno a partir de derivados del carbón
El grupo de investigación que dirige Rosa Menéndez coordina el proyecto europeo COALPHENES, con el objetivo de obtener materiales compuestos de grafeno a partir de derivados del carbón para aplicaciones que requieran materiales con una alta capacidad de disipación de calor.  En el proyecto, con una duración de tres años y financiado por la Comisión Europea, participan, además del INCAR-CSIC, Industrial Química del Nalón, la Universidad tecnológica de Wroclaw (Polonia) y la Universidad de Leeds (Reino Unido). La reunión de arranque del proyecto y presentación a los medios de comunicación será el próximo septiembre en Oviedo.

Esta entrada fue publicada en Sin categoría y etiquetada , , , , . Guarda el enlace permanente.

Los comentarios están cerrados.