В Политехе разработали новую технологию получения пенографита

Инновационный метод поможет решить проблему импортозамещения

Аспирантка кафедры «Химическая технология переработки нефти и газа» Юлия Галеева разработала технологию изготовления высокопористого углеродного материала – пенографита – на основе электрохимически модифицированного графита. Научный руководитель молодого ученого – заведующий кафедрой «Физика» Игорь Кудинов.

Пенографит – это вещество, вспененное изнутри электричеством и нагревом. Полученный материал сохраняет природную слоистую структуру графита, но за счет роста межслоевого расстояния становится активным сорбентом и приобретает способность к уплотнению. Благодаря пористости и термостойкости он применяется как уплотнительный материал для химической и нефтегазовой промышленности, как токоотводящий и теплопроводящий материал в электротехнике, для негорючей теплоизоляции печей и объектов энергетики, как сорбент для ликвидации разливов нефти и очистки стоков.

Сегодня 90% российского рынка пенографита составляет импорт из Китая. Отечественные компании, которые производят этот материал, массовому потребителю его не предлагают, используют для собственных нужд. Китайский продукт обладает рядом недостатков, в том числе связанных с ценообразованием и нестабильным качеством.

Политеховцы предлагают особый метод производства пенографита, который позволит снять проблему импортозависимости. Его суть – в электрохимическом модифицировании графита при постоянном заданном напряжении на электроде. Это позволяет равномерно вспенивать весь объем графита. Последующий нагрев формирует высокопористую структуру. Благодаря этому получается чистый пенографит, не требующий дополнительных обработок. В процессе такой электрохимической реакции используются менее агрессивные реагенты.

– Обычный графит – плотный. Чтобы сделать его пористым, его надо вспенить. Обычно это делают, замачивая графит в очень едкой кислоте. Это грязно, опасно и долго, – объясняет Юлия Галеева. – Мы кладем его в слабый раствор и пропускаем электрический ток. Ток загоняет нужные ионы, как маленькие клинья, между слоями графита. Когда графит нагревают, эти клинья «выстреливают», и вещество вспенивается. Получается очень легкий, пористый и огнестойкий материал.

Разработанная технология обеспечивает экономическую эффективность и экологическую безопасность. По расчетам, она позволяет снизить себестоимость конечного продукта на 40%, сократить время синтеза в два раза, снизить энергозатраты. Производство, в котором могут использоваться разные сорта графита, обходится без токсичных стоков и газовых выбросов, а сам получившийся материал негорюч и не выделяет вредных соединений при применении.