澳大利亚新南威尔士大学研究人员最新开发出用废弃花生壳制备高品质石墨烯的方法。这为制造更便宜、更可持续的电子产品和储能设备打开了大门，并有助于将农业废弃物再利用。
石墨烯由单层碳原子以六边形晶格排列而成，是科学界已知的最薄、最强、导电性最好的材料之一，被誉为“神奇材料”。研究团队介绍，花生壳中富含木质素，这是一种富含碳元素的天然聚合物。他们开发出新方法，通过一系列热处理步骤，最终可以让木质素中的碳原子重新排列来制备高品质石墨烯。
新方法分两步利用花生壳粉末制造石墨烯。第一步先加热至500摄氏度，持续5分钟，以便去除杂质生成富含碳的材料；然后对碳材料进行闪蒸焦耳加热，即通过瞬时电流在几毫秒内将材料加热至3000摄氏度，这种巨大的热能瞬间将碳原子重新排列成单层石墨烯。研究人员表示，第一步的预处理至关重要，可去除杂质、提供最佳的富碳材料，以确保最终石墨烯制品的缺陷最小化。
研究人员介绍，传统石墨烯生产成本高、能耗大；新方法利用农业废弃物、无需使用工业化学品，可大幅降低成本并减少碳排放，制造1000克石墨烯，能源成本仅需1.3美元。他们计划三四年内实现商业化，并测试用咖啡渣、香蕉皮等其他废料生产石墨烯。
相关研究成果已发表在国际期刊《化学工程杂志进展》上。
