可持续发展如何推动二维材料创新

随着 COP28 会议再次将全世界聚集在一起,就以结果为导向的变革性气候行动达成一致,曼彻斯特团队正在以 “少花钱多办事 “的原则为指导,开发创新产品,重点关注稀缺材料在供应链中的作用。然而,推进这项研究不仅是环境方面的需要,还有明显的商业需要。

你可能会认为石墨烯的未来在于可持续发展,但事实上,石墨烯和二维材料领域已经被旨在应对气候危机的创新所推动。过去,先进材料研究主要由国防和重工业驱动,目的是使应用变得更强、更轻、更快。而现在,”石墨烯 “研究正被关注可持续发展和实现净零排放的各种目标的公司更快地推进。我们的合作基础证明了这一点。我们目前 80% 以上的项目都以可持续发展为核心。

重新利用稀缺资源和减少对环境影响的需求已经成为产品和应用创新议程的方向。以下是我们支持的五个项目实例:

1.水。Molymem 有限公司是曼彻斯特的一家衍生公司,其使命是为满足全球日益增长的供水需求而提供更清洁的水源,该公司围绕一种名为改性二硫化钼(MoS2)的材料开发出了一种高能效、高通用性的膜涂层,从而创造出一种创新的水过滤解决方案。这种新型膜在去除水中的盐分和硝酸盐方面的性能不仅与现有材料相当,甚至更好,而且成本更低,是更环保、更便宜的选择。

2.二氧化碳排放量。在建筑领域,我们希望最终消除水泥的使用,因为水泥产生的二氧化碳约占全球总量的 8-10%。Concretene 等创新技术将石墨烯添加到工艺中,大大增强了材料的强度,这意味着所需的水泥量大大减少,排放量也显著降低。同时,曼彻斯特石墨烯创新公司的混凝土产品是由石墨烯、聚合物和添加剂融合而成,通过不使用水泥,可减少 88% 的二氧化碳排放。

3.电池。Watercycle Technologies是曼彻斯特的一家衍生公司,专门从事通过过滤回收稀缺矿物质的业务,该公司开发了一种过滤工艺,可以从地下水(如英国西南部的地下水)中选择性地提取锂。考虑到锂在电池技术中的重要作用,以经济有效的方式从水中获取锂并建立国内矿产供应的能力,对于英国的净零排放战略至关重要。我们还与 Nanoplexus 有限公司和马来西亚国家石油公司等公司合作,研究更高效、能耗更低、性能更强的新型电池技术。

4.塑料。由曼彻斯特校友 Vivek Koncherry 博士创立的曼彻斯特石墨烯创新公司(Graphene Innovations Manchester)一直在推动一系列创新,包括开发一个可持续废物升级再循环平台,利用石墨烯作为添加剂,将地面废轮胎和塑料转化为高质量的耐用产品。最近,他获得了《观察家》杂志颁发的 “年度创新者奖”(Innovator of the Year Award for Excellence in Sustainability)。

5.本地供应链。石墨烯现在可以通过甲烷从废弃物中生产出来,例如 Levidian 公司通过甲烷脱碳生产出氢气和石墨烯,通过本地供应链为循环经济提供了潜力–而不是寻求进口稀缺稀有金属,因为进口稀缺稀有金属对环境影响更大,而且在冲突和政治不稳定时期往往难以获得。

这代表了不折不扣的可持续创新。使用回收材料,降低成本。Concretene 就是一个很好的例子–它的固化时间更短,减少了所需使用的能源,因此现在你可以用更低的成本获得性能更强的产品。总部位于曼彻斯特的 Vector Homes 等公司目前正致力于采用石墨烯增强型再生材料来生产房屋的标准化组件,从而大大降低内含碳量,避免砍伐森林、采石或采矿,并降低建筑成本。

随着 COP28 会议再次将全世界聚集在一起,就以结果为导向的变革性气候行动达成一致,曼彻斯特团队正在以 “少花钱多办事 “的原则为指导,开发创新产品,重点关注稀缺材料在供应链中的作用。然而,推进这项研究不仅是环境方面的需要,还有明显的商业需要。

本文来自The University of Manchester,本文观点不代表石墨烯网立场,转载请联系原作者。

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