L'Université de l'Ohio a reçu 2 millions de dollars du Département de l'énergie pour développer des produits à partir de déchets de charbon

Le ministère de l'Énergie (DOE) a annoncé qu'il avait financé six projets de recherche et développement qui réutiliseront les ressources nationales de charbon pour des produits graphitiques de grande valeur et des composites carbone-métal pouvant être utilisés dans les technologies énergétiques propres. L'Institut pour l'énergie durable et l'environnement de l'Université de l'Ohio a reçu deux des six prix, l'un qui explore comment les déchets de charbon peuvent être réinventés en tant que stockage d'énergie et le second vise à développer un fil composite métal-carbone ultra-conducteur pour les moteurs électriques.

Le DOE a accordé 999 976 $ pour soutenir le premier projet, qui se concentrera sur le développement de procédés électrochimiques pour convertir des matériaux à base de charbon en matériaux carbonés bidimensionnels pour des applications de supercondensateurs. Le projet est dirigé par le chercheur principal John Staser, professeur agrégé de génie chimique et biomoléculaire. De plus, les membres du corps professoral de l'OHIO Jason Trembly, professeur de génie mécanique et directeur de l'Institut pour l'énergie durable et l'environnement, et Damilola Daramola, professeur adjoint de génie chimique et biomoléculaire, soutiendront ce projet, aux côtés des partenaires industriels CFOAM LLC et Capacitech Energy.

Les supercondensateurs sont généralement utilisés pour le stockage de l'énergie. Le projet vise à développer des procédés avancés, appelés procédé électrochimique du charbon en matériaux bidimensionnels (e-Coal2D), pour transformer les matériaux à base de charbon en nouveaux matériaux qui améliorent la capacité des supercondensateurs électrochimiques. CFOAM, l'un des collaborateurs de l'industrie, a développé des matériaux dérivés du charbon qui sont utilisés comme matière première pour générer le produit final. Ensuite, Capacitech Energy, un leader des condensateurs à base de câbles, évaluera les matériaux bidimensionnels de leurs systèmes.

La structure et la composition uniques du charbon le rendent bien adapté à une utilisation comme matière première pour la production de divers produits carbonés de grande valeur. L'objectif ultime de ce projet est de continuer à trouver des moyens de réinventer les déchets de charbon pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et créer des emplois.

Dirigé par le chercheur principal Yahya Al-Majali, professeur adjoint de génie mécanique et directeur adjoint de l'Institut pour l'énergie durable et l'environnement, ce projet vise à développer des composites de carbone-métal rentables avec des propriétés électriques en vrac améliorées pour une utilisation dans les moteurs électriques. Ce projet a été développé à partir d'une mission plus large pour augmenter l'efficacité énergétique américaine et réduire les émissions de gaz à effet de serre à l'échelle mondiale.

En utilisant des matériaux dérivés des déchets de charbon, en particulier le nano-graphite et le graphène, des composites carbone-métal seront créés à l'aide de nouveaux procédés de formage des métaux. Les performances du matériau fini, qui prendra la forme d'un fil ultra-conducteur, seront ensuite testées et quantifiées pour assurer la préparation aux applications du monde réel. Le fil est destiné à être utilisé dans des applications de moteurs électriques, ce qui soutient davantage la technologie pour finalement réduire les émissions de gaz à effet de serre.

Le prix du DOE s'élève à 1 million de dollars avec un partage des coûts de 250 000 dollars. Les partenaires industriels incluent MetalKraft Technologies LLC, Fisk Alloy Inc., CONSOL Innovations, Hydro Precision Tubing North America, AmeriCarbon LLC, SP2 Carbon Technology Co et Clear Skies Consulting LLC. De plus, une équipe de chercheurs de l'OHIO soutiendra ce projet, dont Jason Trembly et David Drabold, éminent professeur de physique.

L'introduction de carbones graphitiques dérivés du charbon dans les fils électriques pourrait réduire considérablement la consommation d'énergie américaine, en évitant jusqu'à 14 millions de tonnes d'émissions de dioxyde de carbone et en faisant économiser aux consommateurs 4,3 milliards de dollars par an si seulement 20 % des moteurs à courant alternatif (AC) utilisent des fils ultra-conducteurs. Enfin, cette technologie créera potentiellement de nouveaux emplois manufacturiers pour les communautés charbonnières.