Quy trình mới do phòng thí nghiệm của nhà hóa học James Tour tại trường Đại học Rice đưa ra, có thể biến đổi bất kỳ nguồn cacbon nào với khối lượng lớn thành các mảnh graphene giá trị. Quy trình này diễn ra nhanh chóng và ít tốn kém; Kỹ thuật biến đổi graphene có thể chuyển đổi một tấn than, chất thải thực phẩm hoặc nhựa thành graphene mà chỉ mất một phần chi phí so với các phương pháp sản xuất graphene số lượng lớn khác.

Ông Tour cho rằng: “Đây là vấn đề lớn. Thế giới vứt bỏ 30-40% khối lượng thực phẩm bị hỏng và chất thải nhựa là mối quan tâm trên toàn thế giới. Chúng tôi đã chứng minh bất kỳ vật chất rắn nào từ cacbon, bao gồm cả chất thải nhựa hỗn hợp và lốp cao su, đều có thể được biến đổi thành graphene”.

Flash Graphene được tạo ra trong 10 mili giây bằng cách làm nóng các vật liệu chứa cacbon ở mức 3.000 Kelvin (khoảng 2.700 độ C). Các vật liệu nguồn có thể là gần như bất cứ thứ gì có thành phần cacbon. Chất thải thực phẩm, chất thải nhựa, than cốc dầu, than đá, gỗ vụn và than sinh học là những ứng cử viên chính. Với giá thương mại hiện nay của graphene là 67.000 đến 200.000 USD/tấn, triển vọng của quá trình này có vẻ lớn.

Tour cho biết, với nồng độ chỉ bằng 0,1% flash graphene trong xi măng được sử dụng để liên kết bê tông có thể làm giảm 1/3 tác động lớn đến môi trường. Sản xuất xi măng theo báo cáo thải ra 8% lượng CO2 do con người tạo ra mỗi năm.

Tour cho rằng: “Nhờ gia cố bê tông bằng graphene, chúng ta có thể sử dụng ít bê tông hơn trong xây dựng và chi phí sản xuất và vận chuyển sẽ ít hơn. Về cơ bản, chúng tôi đã bẫy các loại khí nhà kính như CO2 và metan mà thực phẩm thải ra từ các bãi chôn lấp. Chúng tôi đang chuyển đổi các nguyên tử cacbon thành graphene và bổ sung graphene đó vào bê tông, làm giảm lượng CO2 từ hoạt động sản xuất bê tông. Đây là kịch bản môi trường cùng có lợi nhờ sử dụng graphene. Biến rác thành kho báu là chìa khóa cho nền kinh tế tuần hoàn. Ở đây, graphene hoạt động như một khuôn mẫu 2D và là tác nhân gia cố kiểm soát quá trình hydrat hóa xi măng và tăng thêm độ bền”.

Trước đây, graphene có giá thành quá đắt đỏ để sử dụng trong các ứng dụng này. Quy trình mới sẽ giảm mạnh chi phí trong khi giúp chúng ta quản lý chất thải tốt hơn. Với phương pháp này, cacbon sẽ được cố định và không thải vào không khí.