美国犹他大学宣布煤变碳纤维计划

材料牛注：煤炭燃烧时会产生环境污染和大量的二氧化碳，进一步导致温室效应和加速全球变暖。犹他州的一个新研究项目瞄准在缺氧环境下利用煤来生产碳纤维这一方向，可能为煤炭行业多元化和环境友好化注入新希望。

美国助理经济发展商务部长Jay Williams宣布一个将获得EDA POWER拨款$ 790000美元的项目。这是Jay Williams宣布新的POWER拨款项目之一，将帮助全美国各地挣扎的煤炭社区。犹他项目的配套资金也将来自行业相关机构和公司。

来自犹他大学化学工程系的项目负责人Eric Eddings教授说：“美国有大量的煤炭，我们想找到另外的用途。煤炭在美国是一个巨大的自然资源，我们整个煤矿行业迫切需要新方向。如果我们能找到一种经济可行的方法来利用煤生产碳纤维，并有足够的有用产品来形成一个需求市场，那么就有了这个新的发展方向。从环境友好的角度来讲，它和发电厂中燃烧煤炭相比更加环境友好”。

通常当煤被加热时，它产生碳氢化合物，在有氧的情况下可作为燃料燃烧。但是如果在缺氧的情况下加热，这些碳氢化合物可以被捕获，改性并且变成沥青状材料，类似于在熔炼炉中冶炼铁。

沥青可以进一步纺成用于生产轻质高强复合材料的碳纤维。大多数碳纤维复合材料由聚丙烯腈的石油衍生物制成，但是这一工艺十分昂贵。

Eddings教授说：“发电时燃烧的煤会释放二氧化碳（CO₂）到大气中，但是用于加工碳纤维的煤明显产生更少的二氧化碳”。利用新的犹他拨款，Eddings教授和他的团队将分析犹他州煤的组成，以确定它可以用于沥青基碳纤维材料的制备。和其他地方的煤相比，产自犹他州的煤有自己独特的性能。

研究人员将生产不同的沥青变体，然后将其提交给肯塔基大学应用能源研究中心的Matthew Weisenberger及其团队，他们是项目的分包商和将沥青纺成碳纤维的专家。工程师将研究用尽可能少的二氧化碳生产沥青的最佳方法。

UAMMI是一家材料公司，研究机构和国家机构的联盟组织。研究团队还与犹他州高级材料和制造倡议组织（UAMMI）合作，以探究利用犹他州煤生产这种复合材料的市场潜力，还有是否其他煤炭社区也可以受益于这项技术。

根据犹他州地质调查局2014年的最新统计数据，犹他州六家煤炭产商从一个地表和七个地下煤矿共生产了1790万吨煤，价值6亿美元。根据犹他州石油、天然气和矿业部门的统计，如果不算从旧废矿堆中生产煤炭的地点，迄今一共有六个活跃的犹他州矿山，分布在Carbon，Emery，Sevier和Kane县。

如果研究人员证明他们的实验成果能成功将犹他州的煤转化为碳纤维，可能对该州衰落的煤炭生产带来巨大的影响，同时也将为本地的先进材料制造中心注入新血液。

犹他州是先进材料制造的热点，有超过30家公司在其产品中制造或使用碳纤维复合材料，包括航空航天和国防应用，室外休闲设备如滑雪板和自行车轮辋以及下肢假肢。根据犹他经济发展公司统计，犹他州的先进材料制造业雇用了超过12000名工人。犹他州团队的一部分研究将是确定这些类似产品是否可以使用由煤衍生沥青制成的碳纤维复合材料。

原文链接：University Announces Plans to Turn Coal Into Carbon Fibre

本文由编辑部龙骑士提供素材，史文武编译，刘宇龙审核，点我加入材料人编辑部。