Новая лазерная технология позволяет превращать древесину в графен

Ученые из университета Райс (Rice University) разработали новую лазерную технологию производства графена (laser-induced grapheme, LIG), в которой в качестве исходного сырья используется обычная древесина. В этой технологии используется свет промышленного лазера с определенными параметрами. Процесс проводится в условиях комнатной температуры и внутри камеры со специальной защитной атмосферой. Отсутствие кислорода препятствует горению древесины, а особые параметры процесса приводят к тому, что на поверхности древесины образуется своего рода графеновая «пена».

Первый процесс лазерного производства графена был разработан учеными из университета Райс в 2014 году. В качестве сырья для получения графена в нем использовался полиимид (polyimide), один из видов недорогого пластика. После этого ученые начали экспериментировать с различными видами древесины и остановили свой выбор на сосновой древесине, богатой лигниновой целлюлозой. Изменение мощности лазера также затрагивает качество получаемого графена. Ученые определили, что наилучшие результаты дает мощность в 70 процентов, нежели мощность, требующаяся для получения графена из пластика.

Используя метод P-LIG (Pine-LIG), ученые изготовили из древесины опытные образцы электродов, используемых для расщепления воды на кислород и водород. Кроме этого, таким же способом были изготовлены графеновые суперконденсаторы, способные накапливать достаточно большое количество энергии. На графеновые электроды P-LIG, предназначенные для электролиза, для увеличения эффективности их работы были осаждены слои соединений кобальта, фосфора, никеля и железа, что также сказалось в положительную сторону на продолжительности их работы. А графеновые электроды суперконденсаторов были покрыты изолирующим слоем полианилина.

«У данной технологии имеется очень широкий ряд областей применения» — рассказывает Рукуэн Йе (Ruquan Ye), исследователь из университета Райс, — «Ее можно будет использовать в технологиях сбора солнечной энергии, искусственного фотосинтеза и т.п.».