Investigadores del Centro de Investigación Energética Aplicada (CAER) de la Universidad de Kentucky (UK) han desarrollado un método para convertir el carbón residual de Kentucky en valiosos productos de carbono. Kentucky es el séptimo estado productor de carbón del país y extrae millones de toneladas cada año. Después de la extracción, el carbón se envía a una planta de preparación donde se dimensiona y separa para su envío. Como parte de ese proceso, se produce y almacena in situ una corriente de carbón no apto para el transporte, llamado carbón residual. Se estima que existen más de cuatro mil millones de toneladas de carbón residual en todas las yacimientos de carbón de Kentucky.
La tecnología empleada en CAER es muy prometedora para construir una cadena de suministro nacional competitiva en costos para fibra de carbono y grafito, materiales estratégicos que son cada vez más importantes para nuestra economía global. Los investigadores de CAER pudieron tomar lo que es un pasivo ambiental (el carbón residual incautado) y convertirlo en un material estratégico muy buscado que es fundamental para los sectores de transporte, seguridad nacional y energía renovable del país.
“La Universidad de Kentucky está constantemente causando sensación en el campo científico, ya sea con avances en energía, agricultura o defensa. El emocionante avance de hoy es un testimonio del increíble trabajo que está realizando el equipo de investigación CAER del Reino Unido mientras revoluciona la forma en que se utiliza el carbón.
“Esta no sólo es una noticia fantástica para la universidad, sino que también es una gran victoria para los miles de trabajadores del carbón cuyo sustento depende de la sólida industria del carbón de Kentucky. Como líder republicano del Senado, estoy orgulloso de haber sido socio en los esfuerzos de investigación de nuestra mancomunidad, y estoy ansioso por ver cómo este talentoso equipo aprovechará este progreso”, dijo el senador estadounidense Mitch McConnell, quien ha trabajado estrechamente con la UK para apoyar este proyecto.
El proyecto “C4WARD: Conversión de carbón para fibras y compuestos de carbono” se centra en desarrollar la ciencia y la ingeniería fundamentales y traslacionales necesarias para crear procesos energéticamente eficientes y rentables para fabricar fibras de carbono y grafito a partir de carbón con propiedades sintonizables.
Un avance técnico clave fue el desarrollo de un proceso viable para convertir el carbón en un líquido filtrado y luego convertir ese líquido en brea mesofásica, un material de cristal líquido que se puede convertir en fibra de carbono altamente ordenada y con una rigidez muy alta. También se puede utilizar para producir polvos de grafito.
En este avance, se produjeron fibras de carbono de alto módulo a partir del carbón residual, lo que significa que tienen una alta relación rigidez-peso. Casi la mitad del carbono que compone las fibras procedía del carbón residual.
“La fibra de carbono y el grafito son esenciales para cualquier transición energética”, afirmó Rodney Andrews, director de CAER e investigador principal de C4WARD. “Creemos que esta tecnología tiene una oportunidad real de crear nuevos empleos e impulsar las oportunidades económicas en las comunidades carboníferas de Kentucky a medida que la demanda de fibra de carbono y grafito continúa creciendo”.
Este proyecto fue encabezado por el Grupo de Materiales de Carbono de CAER, guiado por Andrews y el Director Asociado de CAER, Matthew Weisenberger. CAER es líder mundial en el desarrollo de fibra de carbono a partir de una variedad de fuentes y alberga la instalación de hilado de fibra de carbono más grande de cualquier institución académica de América del Norte.
“Sigo inspirado y motivado por la destacada investigación y descubrimiento que se lleva a cabo en CAER”, afirmó el presidente la UK, Eli Capilouto. “Sin embargo, no estaríamos en condiciones de realizar un trabajo tan innovador sin el firme y constante apoyo del senador Mitch McConnell. El senador McConnell ha defendido durante mucho tiempo nuestros esfuerzos de investigación y desarrollo energético y fue una de las primeras personas en apoyar este proyecto en particular. Seguimos agradecidos por su liderazgo”.
El proyecto C4WARD se encuentra en la convergencia de dos de las iniciativas prioritarias de investigación de la universidad, que desafían a los principales investigadores de Kentucky a centrarse en los problemas más apremiantes de la mancomunidad. Este proyecto es crucial para el área prioritaria de investigación energética existente en la UK y para el área prioritaria de investigación en ciencia de materiales (RPA) recientemente creada en la UK. El objetivo de la RPA es encontrar soluciones innovadoras para abordar los desafíos de la industria y posicionar a la mancomunidad para convertirse en un líder global en un mercado de materiales competitivo.
“Los materiales son fundamentales para nuestro futuro y la Universidad de Kentucky se compromete a garantizar que Kentucky esté bien posicionado para generar un impacto importante en este mercado en evolución”, afirmó Lisa Cassis, vicepresidenta de investigación de la UK. “Desde la fabricación de vehículos eléctricos y dispositivos electrónicos de próxima generación o el desarrollo de nueva tecnología de baterías o sistemas de almacenamiento de energía, vamos a necesitar nuevas formas de recolectar estos materiales de fuentes nacionales. Estamos trabajando para garantizar que la universidad insignia del estado esté aquí para asociarse y agregar valor a estas industrias en Kentucky”.
Fuente: Tech Xplore.
