將煤炭轉化為碳纖維的生產工藝

寂靜天花板

猶他大學的研究人員日前啟動了一項研究計劃，耗資160萬美元，旨在將煤炭煉制稱瀝青，進而轉化成碳纖維復合材料。
' P% y: \3 c- T; z; k* A. |: Y( F美國商務經濟促進局局長助理Jay William表示，該項目將獲得國家層面的資金支持約79萬美元，剩余配套資金將從相關行業及企業處獲得。
項目負責人、猶他州立大學化學工程教授Eric Eddings表示說：“鑒于我國煤礦的儲量非常豐富，但利用手段較為單一。不管是國家層面還是企業層面，都急于為煤炭找到新的應用方向。如果能找到一條將煤炭轉化成碳纖維并且經濟有效的方法，將其應用到工業量產品的生產中去，那么未來的市場是無可限量的。而對于煤炭來說，這也是一種比直接燃燒更加環保的利用方式。
傳統意義上，煤炭作為燃料被使用，在加熱時會產生烴類物質，與氧氣混合燃燒釋放出熱能。但如果生產條件變為無氧，這些烴類物質的分子結構會重組再造，生成人們通常熟知的瀝青。然后，瀝青可用于生產碳纖維及其復合材料產品。與石油煉化產品聚丙烯腈相比，以煤炭作為原料顯而更加經濟。
! {& v0 I1 _2 z8 h另一方面，將煤當做燃料直接燃燒會產生大量二氧化碳，釋放到大氣中，對環境造成影響。如果將其用于生產碳纖維，將大大減少碳排放量。
利用此次獲得的資金，研究團隊可以對猶他州內的煤礦成分進行細致的分析，對其用于瀝青基碳纖維生產的做出適用性判斷。該研究團隊多種瀝青變體送往肯塔基大學應用能源研究中心，交予Matthew Weisenberger團隊，由后者進行后續碳纖維生產的步驟。這種合作是為了找到碳排放量最小的瀝青基碳纖維生產方式。
6 W& E: V; {1 Z研究團隊還將與猶他先進材料制造研究所合作，研究煤炭-瀝青基碳纖維的市場潛力，判斷其他產煤地區是否也能從這項技術中獲益。
2014年，猶他州的六家煤炭公司合計從一個露天礦產和九個地下礦場出產價值煤炭1790萬噸，總價值6億美元。根據調查，猶他州境內目前有六處于高產期的煤礦，還有若干進入低產期的煤礦。一旦該項目的研究成功，會對本已低迷的煤炭生產行業帶來新的增長動力，同時也為先進材料制造行業送去新的原材替代料選項。