La Universidad de Ohio otorgó $ 2 millones del Departamento de Energía para desarrollar productos a partir de desechos de carbón

El Departamento de Energía (DOE, por sus siglas en inglés) anunció que ha financiado seis proyectos de investigación y desarrollo que reutilizarán los recursos de carbón doméstico para obtener productos grafíticos de alto valor y compuestos de carbono y metal que pueden emplearse en tecnologías de energía limpia. El Instituto para la Energía Sostenible y el Medio Ambiente de la Universidad de Ohio recibió dos de los seis premios, uno que explora cómo los desechos de carbón pueden reinventarse como almacenamiento de energía y el segundo tiene como objetivo desarrollar un alambre compuesto de metal de carbono ultraconductor para motores eléctricos.

El DOE otorgó $999,976 para respaldar el primer proyecto, que se centrará en el desarrollo de procesos electroquímicos para convertir materiales a base de carbón en materiales de carbono bidimensionales para aplicaciones de supercondensadores. El proyecto está dirigido por el investigador principal John Staser, profesor asociado de ingeniería química y biomolecular. Además, los miembros de la facultad de OHIO Jason Trembly, profesor de ingeniería mecánica y director del Instituto de Energía Sostenible y Medio Ambiente, y Damilola Daramola, profesora asistente de ingeniería química y biomolecular, apoyarán este proyecto, junto con los socios de la industria CFOAM LLC y Capacitech Energy.

Los supercondensadores se utilizan normalmente para el almacenamiento de energía. El proyecto tiene como objetivo desarrollar procesos avanzados, denominados carbón electroquímico a materiales bidimensionales (e-Coal2D), para transformar materiales a base de carbón en nuevos materiales que mejoren la capacidad de los supercondensadores electroquímicos. CFOAM, uno de los colaboradores de la industria, ha desarrollado materiales derivados del carbón que se utilizan como materia prima para generar el producto final. Luego, Capacitech Energy, líder en capacitores basados ​​en cables, evaluará los materiales bidimensionales en sus sistemas.

La estructura y composición únicas del carbón lo hacen ideal para su uso como materia prima para producir varios productos de carbono de alto valor. El objetivo final de este proyecto es continuar encontrando formas de reinventar los desechos de carbón para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y crear empleos.

Dirigido por el investigador principal Yahya Al-Majali, profesor asistente de ingeniería mecánica y director adjunto del Instituto de Energía Sostenible y Medio Ambiente, este proyecto tiene como objetivo desarrollar compuestos de metal de carbono rentables con propiedades eléctricas a granel mejoradas para su uso en motores eléctricos. Este proyecto se desarrolló a partir de una misión más amplia para aumentar la eficiencia energética estadounidense y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero a nivel mundial.

Utilizando materiales derivados de residuos de carbón, específicamente nanografito y grafeno, se crearán compuestos de carbono y metal utilizando nuevos procesos de formación de metales. El rendimiento del material terminado, que tomará la forma de un cable ultraconductor, se probará y cuantificará para garantizar que esté listo para las aplicaciones del mundo real. El cable está destinado a ser utilizado en aplicaciones de motores eléctricos, lo que respalda aún más la tecnología para reducir en última instancia las emisiones de gases de efecto invernadero.

La adjudicación del DOE totaliza $1 millón con un costo compartido de $250,000. Los socios de la industria incluyen MetalKraft Technologies LLC, Fisk Alloy Inc., CONSOL Innovations, Hydro Precision Tubing North America, AmeriCarbon LLC, SP2 Carbon Technology Co y Clear Skies Consulting LLC. Además, un equipo de investigadores de OHIO apoyará este proyecto, incluidos Jason Trembly y David Drabold, distinguido profesor de física.

La introducción de carbones grafíticos derivados del carbón en el cable eléctrico podría reducir significativamente el consumo de energía en los Estados Unidos, evitando hasta 14 millones de toneladas de emisiones de dióxido de carbono y ahorrando a los consumidores $ 4.3 mil millones anuales si solo el 20 por ciento de los motores de corriente alterna (CA) usan cable ultraconductor. Por último, esta tecnología creará potencialmente nuevos puestos de trabajo de fabricación para las comunidades carboníferas.