Tehnicile la care ar putea apela România în acțiunile de depoluare a zonelor contaminate cu petrol au ajuns la standarde high-tech, dar mai ieftine decât cele utilizate în mod curent în prezent. Grafenele, de fapt niște ”fulgi” obținuți din banalul grafit din care se fac creioanele, poate fi soluția pentru siturile contaminate cu țiței, mai ales că, în tot procesul de producție și utilizare, nu se folosesc chimicale. Grafenelor li se întrevede un mare viitor și în alte domenii, dintre cele mai diverse, de la aplicații militare, la baterii pentru mașini electrice și țesături inteligente.
În Europa, cel mai mare producător de grafene, mai precis de GNP (graphene nano platelets) este compania italiană Directa Plus, care deja a pus la punct tehnologia pentru depoluări și pentru producția de anvelope ”inteligente”. La nivel mondial, mai există circa 10 companii care contează în prezent pe piața grafenelor, localizate în special în Statele Unite și în China.
De fapt, tehnologia brevetată de Directa Plus pentru producția grafenelor se bazează pe expandarea extremă a grafitului, minereul din care se fabrică minele de creioane, prin tratarea termică a acestuia în plasmă, la temperaturi de mii de grade, expandare care permite, într-o etapă succesivă, obținerea de nanomateriale. Grafenele sunt reprezentate de o singură foaie de atomi de carbon așezați într-un grilaj de tip fagure 2D. (vezi foto
).
Compania de anvelope pentru biciclete Vittoria și Directa Plus au făcut o demonstrație cu privire la parametrii pe care îi conferă grafenele în diferite utilizări. În fața a aproximativ 60 de jurnaliști din toată Europa, cele două companii au arătat ce pot face cauciucurile și roțile de biciclete ce folosesc nanotehnologii pe bază de grafene produse de Directa Plus. Rezultatele au arătat anvelope aproape indestructibile, fiind ”imune” la cuie, visul oricărui ciclist (vezi foto
).
”Este tehnologie voodoo”, a declarat Giovanni Mazzola, directorul general al Vittoria Industries (vezi foto
), una dintre cele mai importante companii de pneuri de biciclete din lume. Pe an, se folosesc anvelope produse de Vittoria pentru a parcurge 30 milioane km, din care 8 milioane km în competiții. ”Materialul folosit acum pentru pneuri, ce înglobează grafene, reprezintă o nouă frontieră, cu noi tehnologii. Pentru anvelope și roți de biciclete, grafenele sunt un material mai bun, mai ieftin, mai dur”, a adăugat Giovanni Mazzola, care a precizat că ”guvernele ar trebui să investească mai mult în aceste companii, care folosesc tehnologii avansate”.
Fără chimicale
”Lucrăm doar cu proprietățile fizice ale produselor, ale grafitului și grafenelor. Nu folosim chimicale. De aceea, tehnologiile pe bază de grafene sunt foarte prietenoase cu mediul”, a declarat, la întâlnirea cu jurnaliștii, Giulio Cesareo, fondatorul și directorul general al Directa Plus (vezi foto
). Acesta este și motivul pentru care activitatea Directa Plus a fost direcționată spre tehnologii destinate depoluărilor, având în vedere că grafenele au o mare capacitate de adsorbție a hidrocarburilor. ”Așa a apărut Grafysorber, excelent pentru decontaminarea apelor poluate cu produse organice provenite din petrol. Produsul acționează mai repede și cu grad de adsorbție mai mare decât în cazul produselor obișnuite, utilizate în prezent. În plus, costul tratamentului de decontaminare este inferior, lucru foarte important în contextul economic actual”, a precizat Giulio Cesareo. Specialiștii de la Directa Plus au făcut o demonstrație în fața jurnaliștilor despre modul în care pot fi folosite pernele cu grafene pentru îndepărtarea hidrocarburilor din apă (vezi foto
).
Pentru șeful de la Directa Plus, ”utilizarea grafenelor este un domeniu la început de drum. Se lucrează la dezvoltarea și a altor tehnologii din alte domenii, precum industria textilă, a materialelor plastice sau a bateriilor. Pentru perioada următoare, obiectivul Directa Plus este să arate că nanoparticulele au aplicabilitate largă”, a completat Cesareo. Cât privește anvelopele, se gândește la pasul următor, la pneurile pentru motociclete.
Economie circulară
”Noi aplicăm principiile economiei circulare”, a declarat Răzvan Popescu, membru în conducerea Directa Plus și directorul de Operațiuni al companiei. ”De exemplu, fabrica de grafene nu produce deșeuri. Este foarte eficientă din punct de vedere energetic, de exemplu prin recuperarea energiei termice. Același principiu se aplică și în cazul utilizării grafenelor, nu numai la producerea lor. Pentru că ne folosim numai de caracteristicile fizice ale grafitului și nu utilizăm produse chimice, putem recupera produsul petrolier din situl contaminat și îl putem refolosi, iar barajele și pernele cu grafene folosite la decontaminare pot fi folosite cu succes în industria bitumului sau în fabricile de ciment”, a precizat Popescu.
Potrivit acestuia, aplicațiile cu grafene sunt abia la început. ”Ne focalizăm pe 4-5 domenii, în centrul atenției fiind cel referitor la protecția mediului, polimerii, bateriile ion-litiu, textile și cauciucul”, a adăugat oficialul Directa Plus (vezi foto
).
În cazul polimerilor, o foarte importantă aplicabilitate se referă la silicon, ce rezolvă problema încălzirii ledurilor. ”Prin utilizarea grafenelor, creștem durata de viață a benzilor de silicon cu leduri de 10.000 de ori. Am folosit această tehnologie în proiecte civile dintre cele mai diverse, iar acum ne pregătim să furnizăm benzile de leduri cu grafene care să doteze unul dintre zgârie-norii din Dubai. Următorul pas va fi să ne concentrăm pe panourile solare. În prezent, pentru răcirea lor se folosește apă, dar grafenele ar putea îmbunătăți foarte mult eficiența acestui tip de panouri”, mai spus directorul de Operațiuni.
”Una dintre cele mai importante aplicații ale grafenelor se referă la bateriile ion-litiu: crește capacitatea bateriei, iar timpul de încărcare este mult redus”, a ținut să precizeze reprezentantul companiei. Acest domeniu este de mare viitor, în opinia lui Popescu, pentru că se promovează tot mai mult utilizarea de motoare electrice pentru automobile, iar una dintre cele mai importante probleme de rezolvat este tocmai cea a bateriei, care, în prezent, nu este performantă.
”Pentru izolarea clădirilor, avem o aplicație extrem de utilă, care nu permite transferul de oxigen”, a precizat Răzvan Popescu. Directa Plus a făcut o demonstrație cu obișnuitul polistiren, folosit pe scară largă și în România, la anveloparea blocurilor. Polistirenul simplu arde fără nicio piedică, în timp ce polistirenul tratat cu grafene nu permite aprinderea flăcărilor.
Prioritate la decontaminări
”Pentru Directa Plus, tehnologiile de depoluare sunt o prioritate”, a ținut să precizeze oficialul companiei, având în vedere caracteristicile grafenelor, care se pretează foarte bine pentru activități de decontaminare.
Barajele și pernele cu grafene sunt un foarte bun adsorband în cazul poluărilor pe apă, indiferent dacă sunt ape de suprafață sau subterane (vezi foto
). Un gram de grafene pot absorbi 90 de grame de produs petrolier, de exemplu. În cazul materialelor folosite acum în mod uzual (polipropilena), capacitatea de absorbție este de un gram de material pentru 10-15 grame de poluant. Acestea sunt condițiile de laborator.
În realitate, pe teren, capacitatea de adsorbție mai scade, dar parametrii de absorbție în cazul grafenelor se mențin la niveluri înalte (50-90 grame de poluant la un gram de grafene). ”Este una dintre cele mai importante proprietăți, care duce la scăderea costurilor de decontaminare, prin reducerea consumabilelor reprezentate de materialele absorbante”, a adăugat reprezentantul companiei.
O altă caracterstică extrem de importantă în cazul grafenelor este reprezentantă de perioada foarte scurtă de timp în care un baraj cu grafene acționează. ”Timpul este foarte important în cazul poluărilor; cu cât decontaminarea se face mai repede, cu atât mai bine pentru mediu. În cazul grafenelelor, timpul de adsorbție pentru un echipament standard este de patru ori mai mic decât în cazul folosirii propilenei, de exemplu”, a completat Răzvan Popescu.
Poluări rezolvabile
”Grafenele pot fi folosite în tehnologii de decontaminare pentru toate tipurile de medii de transmitere a poluării”, a precizat oficialul Directa Plus. Chiar în România au fost folosite tehnologiile pe bază de grafene pentru decontaminarea solului poluat cu PCB. De fapt, pentru eliminarea PCB-urilor (n.r. – bifenili policlorurați, un ulei folosit la transformatoarele electrice de mare capacitate) în caz de poluare a solului se procedează la fel ca la poluarea apei (vezi link – https://www.directa-plus.com/video-media, ”Oil contaminated sand treatment with bazic G+”) . Se amestecă solul contaminat cu grafene, se introduce apă, iar grafenele saturate cu produse organice se ridică la suprafață și se îndepărtează. Iar apa poate fi refolosită pentru o nouă șarjă de depoluare”, a mai spus reprezentantul companiei.
În ceea ce privește folosirea grafenelor pentru combaterea poluării aerului, compania a trecut de stadiul testelor. ”S-au făcut și măsurători timp de un an în cadrul unor incineratoare. Filtrele cu grafene sunt foarte bune pentru absorbția materiilor organice, în special a dioxinelor, care au impact negativ asupra organsmului; pot produce cancer. Astfel de filtre sunt foarte utile în cazul instalațiilor de aer sau la termocentrale”, a mai spus Răzvan Popescu.
Profitabilitate economică
În România, echipamentele de depoluare cu grafene au fost folosite de Setcar, pentru depoluarea unui iaz la Albotești. Este vorba de un sit contaminat cu hidrocarburi, un fost loc de rafinare al Rompetrol (vezi foto
). Bazinul, de aproximtiv 30.000 mc de ape puternic poluate, au fost epurate cu ajutorul unor perne cu grafene, în greutate totală de numai 120 kg. ”Chiar dacă era vorba de concentrații de poluanți organici de 200-300 ppm, adică 3-4 picături de ulei într-un litru de apă, după decontaminarea cu Grafysorber, apa rezultată a putut fi deversată direct în râu, pentru că parametrii erau cu mult sub limitele maxime admise de legislația națională și cea comunitară”, a declarat oficialul Directa Plus.
Proiectul de la Albotești este cel mai bun exemplu despre profitabilitatea utilizării grafenelor în îndepărtarea poluărilor cu hidrocarburi. ”Chiar dacă a trebuit să aducem Grafysorber din Italia, compania a înregistrat costuri mai mici cu 3-6 euro/mc față de situația în care ar fi folosit produsele uzuale în astfel de situații”, a precizat directorul de Operațiuni.
Potrivit acestuia, cel mai rentabil este ca materialul adsorbant să se producă la fața locului, acolo unde este nevoie.
Problema grafenelor este volumul foarte mare; de exemplu, un camion plin poate transporta cel mult 40 kg de grafene. ”Directa Plus a conceput containere cu echipamente de producție, care pot fi poziționate oriunde. Sunt echipate cu tot ce este nevoie și sunt independente din punct de vedere energetic. În plus, este nevoie doar de o singură persoană pentru operare, numai pentru supraveghere”, a spus oficialul Directa Plus.
De remarcat, România deține două mine de grafit, amândouă închise în prezent; în schimb, mostra de minereu de grafit prezentată vizitatorilor fabricii Directa Plus provine din România (vezi foto
).
Premiu european pentru grafene
Directa Plus este o companie tehnologică, înființată în anul 2005 în Statele Unite; în prezent activează în Parcul Tehnologic ComoNExt (Lomazzo, lângă Como), ce dezvoltă tehnologii pentru producerea unor noi generații de grafene. În iunie 2014, Directa Plus a deschis ”Fabrica de Grafene”, cea mai mare unitate de producție de acest gen din Europa.
”Pentru obținerea grafenelor, nu există echipamente standard; ele au trebuit să fie concepute de proprii ingineri. Inventivitatea lor este extraordinară. Au conceput echipamentele utilizând componente de la instalațiile de producere a pastei de tomate sau pentru lapte praf!”, a adăugat Răzvan Popescu.
Evoluția companiei a determinat acționariatul să demareze acțiunile pentru listarea societății la bursa de la Londra. ”Procedurile sunt în plină desfășurare, pentru că se preconizează ca listarea să aibă loc în primăvara anului viitor”, a mai spus oficiaul societății.
Tehnologia de dedontaminare cu grafene a fost dezvoltată cu ajutorul unui proiect – GEnIuS (Graphene Eco Innovative Sorbent) – finanțat 50% din fonduri europene, în valoare de 900.000 de euro (https://genius-project.com/project/). ”A fost un proiect care a atras atenția Comisiei Europene, fiind desemnat unul dintre cele mai interesante cinci proiecte finanțate la nivel comunitar și premiat pentru aceasta (https://ec.europa.eu/environment/ecoinnovation2015/1st_forum/event-best-of-eco-innovation_en.html). De altfel, compania este un centru de cercetare – deține peste 30 de patente”, a completat Răzvan Popescu, membru în board-ul Directa Plus (vezi foto
).
