Dit kan zijn waar het rubber echt de weg raakt.

Wetenschappers van Rice University hebben een proces geoptimaliseerd om afval van rubberen banden om te zetten in grafeen dat kan, beurtelings, worden gebruikt om beton te versterken.

De milieuvoordelen van het toevoegen van grafeen aan beton zijn duidelijk, chemicus James Tour zei.

"Beton is het meest geproduceerde materiaal ter wereld, en simpelweg ervoor zorgen dat het maar liefst 9% van de CO2-uitstoot in de wereld produceert, Tour zei. "Als we minder beton in onze wegen kunnen gebruiken, gebouwen en bruggen, we kunnen een deel van de uitstoot vanaf het allereerste begin elimineren."

Gerecycled bandenafval wordt al gebruikt als bestanddeel van Portlandcement, maar het is bewezen dat grafeen cementachtige materialen versterkt, concreet onder hen, op moleculair niveau.

Terwijl het merendeel van de 800 miljoen banden die jaarlijks worden weggegooid, wordt verbrand voor brandstof of vermalen voor andere toepassingen, 16% van hen komt op stortplaatsen terecht.

"Het terugwinnen van zelfs een fractie daarvan als grafeen zal ervoor zorgen dat miljoenen banden niet op de vuilstort terechtkomen. ' zei Tour.

Het 'flash'-proces dat Tour en zijn collega's in 2020 introduceerden, is gebruikt om voedselverspilling om te zetten, plastic en andere koolstofbronnen door ze bloot te stellen aan een elektrische schok die alles behalve koolstofatomen uit het monster verwijdert.

Die atomen worden weer samengevoegd tot waardevol turbostratisch grafeen, die slecht uitgelijnde lagen heeft die beter oplosbaar zijn dan grafeen dat wordt geproduceerd via afschilfering van grafiet. Dat maakt het makkelijker te verwerken in composietmaterialen.

Rubber bleek uitdagender dan voedsel of plastic om in grafeen te veranderen, maar het lab optimaliseerde het proces door commercieel gepyrolyseerd afvalrubber van banden te gebruiken. Nadat nuttige oliën zijn gewonnen uit afvalbanden, dit koolstofresidu heeft tot nu toe een waarde van bijna nul gehad, zei toer.

Van banden afgeleid roet of een mengsel van versnipperde rubberen banden en commercieel roet kan in grafeen worden geflitst. Omdat turbostratisch grafeen oplosbaar is, het kan gemakkelijk aan cement worden toegevoegd om milieuvriendelijker beton te maken.

Het onderzoek onder leiding van Tour en Rouzbeh Shahsavari van C-Crete Technologies wordt gedetailleerd beschreven in het tijdschrift Koolstof .

Het Rice-lab flitste van uit banden afkomstige carbon black en vond ongeveer 70% van het materiaal omgezet in grafeen. Bij het knipperen van versnipperde rubberen banden gemengd met gewoon roet om geleidbaarheid toe te voegen, ongeveer 47% omgezet in grafeen. Andere elementen dan koolstof werden afgevoerd voor andere toepassingen.

De elektrische pulsen duurden tussen 300 milliseconden en 1 seconde. Het laboratorium berekende dat elektriciteit die bij het conversieproces wordt gebruikt, ongeveer $ 100 per ton startkoolstof zou kosten.

De onderzoekers mengden minieme hoeveelheden van van banden afgeleid grafeen - 0,1 gewicht/procent (wt%) voor carbon black en 0,05 wt% voor carbon black en versnipperde banden - met Portland-cement en gebruikten het om betonnen cilinders te produceren. Getest na zeven dagen uitharden, de cilinders vertoonden winsten van 30% of meer in druksterkte. Na 28 dagen, 0,1 gew.% grafeen was voldoende om beide producten een sterktetoename van minimaal 30% te geven.

"Deze toename in sterkte is gedeeltelijk te danken aan een seeding-effect van 2D-grafeen voor een betere groei van cementhydraatproducten, en mede door een versterkend effect in latere stadia, ' zei Shahsavari.