肯塔基大学应用能源研究中心（CAER）的研究人员开发了一种将肯塔基州废煤转化为有价值的碳产品的方法。

图片来源：肯塔基大学

肯塔基州是美国第七大煤炭生产州，每年开采数百万吨。开采后，煤炭被送到选矿厂，在那里进行定量和分离以进行运输。作为该过程的一部分，在现场生产和储存不适合运输的煤炭流，称为废煤。据估计，肯塔基州所有煤田都存在超过40亿吨的废煤。

 

CAER采用的技术显示出建立具有成本竞争力的碳纤维和石墨国内供应链的巨大前景，这些战略材料对我们全球经济越来越重要。

 

CAER研究人员能够将环境责任 - 扣押废煤 - 转化为对国家运输，国家安全和可再生能源部门至关重要的备受追捧的战略材料。

 

“肯塔基大学不断在科学领域掀起波澜，无论是能源、农业还是国防的进步。今天令人兴奋的突破证明了英国CAER研究团队所做的令人难以置信的工作，因为他们彻底改变了煤炭的使用方式。

 

“这不仅对这所大学来说是个好消息，而且对于成千上万的煤炭工人来说也是一个巨大的胜利，他们的生计依赖于肯塔基州强大的煤炭工业。作为参议院共和党领袖，我很自豪能成为我们英联邦研究工作的合作伙伴，我渴望看到这个才华横溢的团队将如何在这一进展的基础上再接再厉，“美国参议员米奇麦康奈尔说，他与英国密切合作支持这个项目。

 

 

“C4WARD：碳纤维和复合材料的煤炭转化”项目侧重于开发必要的基础和转化科学与工程，以创建节能且具有成本效益的工艺，从具有可调性能的煤中制造碳纤维和石墨。

 

一项关键的技术进步是开发了一种可行的工艺，将煤转化为过滤液体，然后将该液体转化为中间相沥青 - 一种可以转化为具有非常高刚度的高度有序碳纤维的液晶材料。它同样可用于生产石墨粉。

 

在这一突破中，废煤生产了高模量碳纤维，这意味着它们具有高刚度重量比。构成纤维的碳中有近一半来自废煤。

 

“碳纤维和石墨对任何能源转型都至关重要，”CAER主任兼C4WARD首席研究员Rodney Andrews说。“我们相信，随着对碳纤维和石墨的需求持续增长，这项技术确实有机会在肯塔基州煤炭社区创造新的就业机会并增加经济机会。

 

该项目由CAER的碳材料集团牵头，由Andrews和CAER副总监Matthew Weisenberger指导。CAER是开发各种来源碳纤维的全球领导者，并且是北美任何学术机构中最大的碳纤维纺丝线设施的所在地。

 

“我继续受到CAER进行的杰出研究和发现的启发和激励，”英国总统Eli Capilouto说。“然而，如果没有参议员米奇麦康奈尔的一贯和强有力的支持，我们将无法开展如此开创性的工作。参议员麦康奈尔长期以来一直支持我们的能源研发工作，并且是最早支持这一特定项目的人之一。我们仍然感谢他的领导。

 

C4WARD项目是该大学两项研究优先计划的融合，这些计划挑战肯塔基州的顶尖研究人员专注于英联邦最紧迫的问题。该项目对英国现有的能源研究优先领域和英国新成立的材料科学研究优先领域（RPA）至关重要。RPA的目标是找到创新的解决方案来应对行业挑战，并使英联邦成为竞争激烈的材料市场的全球领导者。

 

“材料对我们的未来至关重要，肯塔基大学致力于确保肯塔基州在这个不断发展的市场中产生重大影响，”英国研究副总裁Lisa Cassis说。“从制造电动汽车和下一代电子设备到开发新的电池技术或储能系统，我们将需要新的方法来从国内来源收集这些材料。我们正在努力确保该州的旗舰大学在这里与肯塔基州的这些行业合作并增加价值。