В Самарском политехе разработали технологию получения пенографита электрохимическим методом

Аспирантка кафедры «Химическая технология переработки нефти и газа» Самарского политеха Юлия Галеева под руководством доктора технических наук Игоря Кудинова разработала технологию изготовления высокопористого углеродного материала — пенографита — на основе электрохимически модифицированного графита.

Пенографит — это вещество, вспененное изнутри электричеством и нагревом. Полученный материал сохраняет природную слоистую структуру графита, но за счёт 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 имеет ряд 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 объём 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 кладём 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 лёгкий, пористый и огнестойкий материал».

Разработанная технология обеспечивает экономическую эффективность и экологическую безопасность. По расчётам, 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.