El coque puede ser una fuente sostenible de grafeno

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Investigadores de la Universidad A&M de Texas y de ExxonMobil están utilizando un proceso llamado exfoliación electroquímica para convertir el coque de petróleo en grafeno.

“Sabemos que el coque de petróleo contiene materiales similares al grafeno”, explica Micah Green, uno de los científicos que participan en el proyecto. “Nuestro reto era aislar el grafeno del material de partida”.

Para conseguirlo, los investigadores recurrieron a la electroquímica. Colocaron el coque en una solución electrolítica con un electrodo de trabajo y un contraelectrodo. Cuando aplicaron voltaje al electrodo de trabajo, las especies iónicas o los iones negativos del electrolito migraron entre las láminas de grafeno en un proceso llamado intercalación.

“Piensa en el coque como un libro y en el grafeno como cada una de las hojas de papel”, dijo Green. “Cuando el libro se extiende sobre su lomo, las páginas se abren en abanico y tienen más huecos entre ellas. El proceso de exfoliación electroquímica es similar”.

Según el investigador, cuando el coque se expande, el grafeno se separa. Se crean iones negativos que se desplazan a los espacios entre las hojas de grafeno, completando el subproducto del coque y la separación del grafeno.

En un artículo publicado en la revista 2D Materials and Applications, el científico y su equipo explican que muchas aplicaciones del grafeno requieren una alta conductividad, pero se desconocía si el grafeno procedente del coque de petróleo podía alcanzar ese rendimiento.

El grafeno creado a partir del coque tenía una conductividad de 50 siemens por metro, en comparación con una batería típica de iones de litio, cuya conductividad eléctrica es de unos 150-160 siemens por metro. Con un tratamiento térmico llamado recocido, los investigadores pudieron aumentar la conductividad aún más, haciéndola comparable a los electrodos de las baterías de iones de litio.

En opinión de los científicos, estos hallazgos pueden ayudar a hacer realidad aplicaciones del grafeno que llevan años desarrollándose.

“El futuro de la ampliación de los nanomateriales está directamente ligado a los flujos existentes en la industria petroquímica, y preveo muchos más casos en los que los productos químicos derivados del petróleo se conviertan en materiales de carbono de alto valor como el grafeno”, dijo Green.

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