將煤炭轉(zhuǎn)化為碳纖維的生產(chǎn)工藝

寂靜天花板

猶他大學(xué)的研究人員日前啟動(dòng)了一項(xiàng)研究計(jì)劃,，耗資160萬(wàn)美元,，旨在將煤炭煉制稱瀝青，進(jìn)而轉(zhuǎn)化成碳纖維復(fù)合材料,。
4 {! F# e+ _5 |% q/ q美國(guó)商務(wù)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)局局長(zhǎng)助理Jay William表示,，該項(xiàng)目將獲得國(guó)家層面的資金支持約79萬(wàn)美元，剩余配套資金將從相關(guān)行業(yè)及企業(yè)處獲得,。
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,、猶他州立大學(xué)化學(xué)工程教授Eric Eddings表示說(shuō)：“鑒于我國(guó)煤礦的儲(chǔ)量非常豐富，但利用手段較為單一,。不管是國(guó)家層面還是企業(yè)層面,，都急于為煤炭找到新的應(yīng)用方向。如果能找到一條將煤炭轉(zhuǎn)化成碳纖維并且經(jīng)濟(jì)有效的方法,，將其應(yīng)用到工業(yè)量產(chǎn)品的生產(chǎn)中去,，那么未來(lái)的市場(chǎng)是無(wú)可限量的。而對(duì)于煤炭來(lái)說(shuō),，這也是一種比直接燃燒更加環(huán)保的利用方式,。
傳統(tǒng)意義上,，煤炭作為燃料被使用，在加熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生烴類物質(zhì),，與氧氣混合燃燒釋放出熱能,。但如果生產(chǎn)條件變?yōu)闊o(wú)氧，這些烴類物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)會(huì)重組再造,，生成人們通常熟知的瀝青,。然后，瀝青可用于生產(chǎn)碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)品,。與石油煉化產(chǎn)品聚丙烯腈相比,，以煤炭作為原料顯而更加經(jīng)濟(jì)。
另一方面,，將煤當(dāng)做燃料直接燃燒會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳,，釋放到大氣中，對(duì)環(huán)境造成影響,。如果將其用于生產(chǎn)碳纖維,，將大大減少碳排放量。
利用此次獲得的資金,，研究團(tuán)隊(duì)可以對(duì)猶他州內(nèi)的煤礦成分進(jìn)行細(xì)致的分析,，對(duì)其用于瀝青基碳纖維生產(chǎn)的做出適用性判斷。該研究團(tuán)隊(duì)多種瀝青變體送往肯塔基大學(xué)應(yīng)用能源研究中心,，交予Matthew Weisenberger團(tuán)隊(duì),，由后者進(jìn)行后續(xù)碳纖維生產(chǎn)的步驟。這種合作是為了找到碳排放量最小的瀝青基碳纖維生產(chǎn)方式,。
; O" u  A8 e- _4 c; U6 Q研究團(tuán)隊(duì)還將與猶他先進(jìn)材料制造研究所合作,，研究煤炭-瀝青基碳纖維的市場(chǎng)潛力，判斷其他產(chǎn)煤地區(qū)是否也能從這項(xiàng)技術(shù)中獲益,。
2014年,，猶他州的六家煤炭公司合計(jì)從一個(gè)露天礦產(chǎn)和九個(gè)地下礦場(chǎng)出產(chǎn)價(jià)值煤炭1790萬(wàn)噸，總價(jià)值6億美元,。根據(jù)調(diào)查,，猶他州境內(nèi)目前有六處于高產(chǎn)期的煤礦，還有若干進(jìn)入低產(chǎn)期的煤礦,。一旦該項(xiàng)目的研究成功,，會(huì)對(duì)本已低迷的煤炭生產(chǎn)行業(yè)帶來(lái)新的增長(zhǎng)動(dòng)力，同時(shí)也為先進(jìn)材料制造行業(yè)送去新的原材替代料選項(xiàng),。