碳纖維和石墨烯技術進展

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碳纖維和石墨烯技術進展

幾周前，美國能源部資助了選中的西部研究院370萬美元，利用各種原料開發低成本碳纖維材料，加上合作伙伴的投入，項目總投入接近700萬美元。現在，南方研究院也加入了該研究項目，負責提供可再生丙烯腈，丙烯腈是生產高品質碳纖維所需的主要原料。世界上90%的碳纖維產量均以丙烯腈為原料，年增長率為11%～18%。

南方研究院的Amit Goyal領導的綠色化學和催化劑團隊開創性地開發了將第二代生物質蔗糖類化合物轉化成丙烯腈的熱催化工藝。這一工藝可直接替代石油丙烯腈，同時具備了競爭力和綠色特征，溫室氣體排放減少40%。

美國德克薩斯A&M項目負責人Yuan Joshua宣稱找到了利用廢棄物生產高品質碳纖維的方法，從而克服了工業上最具挑戰性的問題。Yuan的研究團隊設想了一種原料多樣化的綜合生物煉油廠，生產高密度碳纖維、低密度生物塑料和生物燃料。

芬蘭阿爾托大學五年計劃項目獲資助168萬美元，目標是利用該大學發明的用離子液體從木料生產紡織纖維的技術(ioncell-F)生產高品質碳纖維。國家可再生能源實驗室也獲得了530萬美元的資助，研究并優化生物丙烯腈的生產途徑。這兩個項目都在嘗試將生物質轉化成丙烯腈，成本不超過1美元磅。

石墨烯的強度是鋼的200倍，柔韌，透明，導電。因其具有六角形相連的單層碳原子構型，密度低且不易被稀釋劑溶解。因此，眾多研究者都致力于開發其納米應用技術，特別是生物醫學領域的納米裝置。

石墨烯源于高比表面積的儲電能力也令人振奮，這是制造可用于微電路的超級電容器的必要條件，超級電容器可儲存并釋放更多的電荷。

[靳愛民 摘譯自 Biofuels Digest，2017-08-21]