오하이오 대학교는 석탄 폐기물 제품 개발을 위해 에너지부로부터 200만 달러를 지원 받았습니다.

에너지부(DOE)는 국내 석탄 자원을 청정 에너지 기술에 사용할 수 있는 고부가가치 흑연 제품 및 탄소-금속 복합재로 재활용하는 6개의 연구 개발 프로젝트에 자금을 지원했다고 발표했습니다. 오하이오 대학의 지속 가능한 에너지 및 환경 연구소는 6개의 상 중 2개를 수상했습니다. 하나는 석탄 폐기물을 에너지 저장 장치로 재구상할 수 있는 방법을 탐구하는 것이고, 두 번째는 전기 모터용 초전도성 탄소 금속 복합 와이어를 개발하는 것을 목표로 합니다.

DOE는 첫 번째 프로젝트를 지원하기 위해 999,976달러를 지원했습니다. 이 프로젝트는 석탄 기반 재료를 슈퍼커패시터 응용을 위한 2차원 탄소 재료로 변환하는 전기화학 공정 개발에 중점을 둘 것입니다. 이 프로젝트는 화학 및 생체분자공학 부교수인 수석 연구원인 John Staser가 주도하고 있습니다. 또한 OHIO 교수진인 기계공학 교수이자 지속 가능한 에너지 및 환경 연구소 소장인 Jason Trembly와 화학 및 생체분자 공학 조교수인 Damilola Daramola가 업계 파트너인 CFOAM LLC 및 Capacitech Energy와 함께 이 프로젝트를 지원할 예정입니다.

슈퍼커패시터는 일반적으로 에너지 저장에 사용됩니다. 이 프로젝트는 석탄 기반 재료를 전기화학적 슈퍼커패시터의 용량을 향상시키는 새로운 재료로 변환하기 위해 전기화학적 석탄을 2차원 재료로(e-Coal2D) 프로세스라고 하는 첨단 프로세스를 개발하는 것을 목표로 합니다. 업계 협력사 중 하나인 CFOAM은 최종 제품을 생성하기 위한 원료로 사용되는 석탄 유래 물질을 개발했습니다. 그런 다음 케이블 기반 커패시터의 선두주자인 Capacitech Energy가 자사 시스템의 2차원 재료를 평가합니다.

석탄은 독특한 구조와 구성으로 인해 다양한 고부가가치 탄소 제품을 생산하는 원료로 사용하기에 매우 적합합니다. 이 프로젝트의 궁극적인 목표는 석탄 폐기물을 재구상하여 온실가스 배출을 줄이고 일자리를 창출하는 방법을 지속적으로 찾는 것입니다.

기계공학과 조교수이자 지속 가능한 에너지 및 환경 연구소의 부소장인 Yahya Al-Majali 수석 연구원이 이끄는 이 프로젝트는 전기 모터에 사용할 수 있는 향상된 벌크 전기 특성을 갖춘 비용 효율적인 탄소 금속 복합재를 개발하는 것을 목표로 합니다. 이 프로젝트는 미국의 에너지 효율성을 높이고 전 세계적으로 온실가스 배출을 줄이려는 광범위한 임무에서 개발되었습니다.

석탄 폐기물에서 파생된 재료, 특히 나노 흑연 및 그래핀을 사용하여 탄소 금속 복합재는 새로운 금속 성형 공정을 통해 생성됩니다. 그런 다음 초전도성 와이어 형태를 취하는 완성된 재료의 성능을 테스트하고 정량화하여 실제 응용 분야에 대한 준비를 보장합니다. 이 와이어는 전기 모터 응용 분야에 사용되도록 고안되었으며, 이는 궁극적으로 온실가스 배출을 줄이는 기술을 더욱 지원합니다.

DOE의 지원금은 총 100만 달러이며 비용 분담금은 250,000달러입니다. 업계 파트너로는 MetalKraft Technologies LLC, Fisk Alloy Inc., CONSOL Innovations, Hydro Precision Tubing North America, AmeriCarbon LLC, SP2 Carbon Technology Co 및 Clear Skies Consulting LLC가 있습니다. 또한 Jason Trembly와 저명한 물리학 교수인 David Drabold를 포함한 OHIO 연구원 팀이 이 프로젝트를 지원할 것입니다.

석탄에서 추출한 흑연 탄소를 전선에 도입하면 미국의 에너지 소비를 크게 줄여 최대 1,400만 톤의 이산화탄소 배출을 방지할 수 있으며, 교류(AC) 모터의 20%만 초전도 전선을 사용한다면 소비자는 연간 43억 달러를 절약할 수 있습니다. 마지막으로, 이 기술은 잠재적으로 석탄 커뮤니티에 새로운 제조 일자리를 창출할 것입니다.