[复材信息][复材信息]Nat. Commun.：闪石墨烯生产持续低碳生产

复旦大学朱向东等研究人员通过快速焦耳加热提出了一种生物质（Flash Joule heating, FJH）转化为闪蒸石墨烯（flash graphene, FG）的新方法。尽管FJH技术有很大的潜力将无尽的生物质转化为FG，但是由于缺乏集成设备，FG的持续生产一直面临着挑战。另外，传统的交流电-FJH（AC-FJH）由于大量热解挥发性释放和炭黑的应用，在反应生产过程中产生了较高的碳足迹。为了解决这一问题，研究人员在低碳足迹下构建了一个集成自动化系统，并通过以能源需求为导向的分配方式完成了可持续生物质FG生产。FJH模块化零件通过使用可编程逻辑控制器灵活协调，实现了生物质FG制造的周转。

此外，研究还提出了热解-FJH藕合策略，通过最初的热解过程释放生物质热解挥发性，然后进行FJH反应，致力于改善FG结构。重要的是，适度电阻的生物炭足以启动FJH反应。因此，与基于生物质的FG生产相比，中温生物炭基FG在生产过程中不需要使用炭黑，表现出较低的碳排放，碳排放降低了约86.1%。毫无疑问，这种集成自动化系统辅以热解-FJH藕合策略，有利于将生物质FG推向广泛应用领域。

以“相关研究成果”Continuous and low-carbon production of biomass flash graphene"问题发表于《Nature Communations》。

图1. 展示了持续闪蒸石墨烯生产设备的设计与制造，包括检测生产率和电流-电压记录。

图2. 描述了生物质/生物质炭基闪蒸石墨烯的制备路径和工艺，包括不同路径下的挥发性释放和结构调整。

图3. 评估各种闪光石墨烯的生命周期(用于一克石墨烯生产)。

图4. 继续制备闪光石墨烯。

本研究开发的集成自动化系统和热解-FJH技术，完成了生物质闪蒸石墨烯的持续生产，显著减少了生产中的碳排放。采用中等温度的生物质炭作为原料，通过优化生产工艺，避免添加炭黑，降低能耗和碳排放。另外，生产的闪蒸石墨烯具有优异的渗透性、催化性、太阳能吸收性等高纯度和良好的应用性能。这一成果不仅为闪蒸石墨烯的大规模生产提供了技术基础，也为减少碳排放和促进可持续发展提供了新的思路。

原文：https://doi.org/10.1038/s41467-024-47603-y

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原标题：“复材信息”Nat. Commun.：闪石墨烯连续低碳生产

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