Опубликовано: www.научный-сборник.рф / международный научный журнал «Инновационное развитие» Пермь: Центр социально-экономических исследований, 25.05.2017 г., 2017 г., вып 5, с. 7–8
Я изучил описания изобретений по использованию углерода на сайте Патентного ведомства за последние 20 лет для их использования на мусоросжигающих предприятиях. Существует некоторая оторванность идей авторов изобретений, большинство из которых в качестве углеродного сырья используют углеродные волокна, фуллерены или углеродные нанотрубки, и нужд промышленности, которая в качестве конечного продукта сжигания имеет золу, сажу или дым.
Ключевые слова: сжигание мусора, переработка мусора, углерод, углеродные волокна, фуллерены, углеродные нанотрубки, композитные материалы, космический лифтггг
В настоящее время в России начинают строиться мусороперерабатывающие и мусоросжигающие предприятия. Как правило эти предприятия строятся на кредитные средства, возврат которых осуществляется за счёт платы жильцов домов за вывоз мусора из контейнеров во дворах. Существует противоречие между руководством мусоросжигающих компаний, которые заинтересованы в том, чтобы плата за вывоз мусора была больше, и жильцами, которые заинтересованы в том, чтобы плата за вывоз мусора была меньше. Это противоречие снимается, если мусоросжигающие компании будут получать дополнительные доходы от сжигания мусора за счёт использования конечных продуктов сжигания. На заседании правительства РФ в конце декабря 2016 года, посвящённом ликвидации свалок, прозвучало предложение вырабатывать электроэнергию при сжигании мусора, что даст дополнительный доход мусоросжигающим компаниям от продажи электроэнергии. Можно также предложить использовать углерод, который с избытком образуется после сжигания мусора, на предприятиях, которые будут его использовать в своих производственных циклах. Тогда мусоросжигающие компании будут продавать углерод. Чтобы подбросить идеи предпринимателям, которые собираются перерабатывать углерод, я на сайте Российского патентного ведомства www.fips.ru нашёл описания изобретений, в которых используется углерод, и сделал их обзорный анализ применения.
Изучив описания изобретений за последние 20 лет, я пришёл к выводу, что существует некоторая оторванность идей авторов изобретений, которые в большинстве в качестве исходного углеродного сырья используют углеродные волокна, фуллерены и углеродные нанотрубки, и нужд промышленности, которая в качестве конечного продукта сжигания имеет золу, сажу и дым. Описаний изобретений, в которых бы рассказывалось, как получить углеродные волокна из золы, сажи или дыма, я не нашёл. Если химики разработают такой способ, то существуют в базе данных Патентного ведомства десятки изобретений с использованием углеродных волокон в композиционных материалах, начиная с авиационной и космической промышленности и кончая стройиндустрией.
Существуют способы получения фуллеренсодержащей сажи [2, 10], но делают её путём сжигания в электрической дуге электродов из графита в завихряющемся потоке инертного газа, подобным же способом получают углеродные нанотрубки [1]. Электрод возможно делать из сажи путём спекания углерода с углеродистым связующим веществом [13], но будет ли пригоден такой электрод для изготовления нанотрубок и фуллеренов неизвестно, это надо пробовать, проводить эксперимент. Если получится изготавливать фуллерены и нанотрубки описанным способом, то существует до десятка патентов с их использованием, например, в качестве носителя катализаторов, адсорбента и т. д… Из углеродных нанотрубок, если их удастся получить упомянутым способом, возможно делать короткие волокна [11].
Некоторые материалы и покрытия получают из графитового порошка, возможно, они могут быть получены из сажи [8, 9, 12]. Порошкообразный углеродный носитель с серебром покрывает бактерицидные обои [5]. Если нагреть диоксид титана с сажистым углеродом, то получится карбид титана с содержанием углерода менее 1,5 % [4]. Используется сажа для получения электролизёров или топливных элементов с твёрдым полимерным покрытием [7]. Углеродистый материал добавляется при сжигании серосодержащих веществ для улавливания серы из дыма [3]. Полимерные композиции из сажи возможно получать путём добавления тиола [6]. Конечно, золу можно использовать в качестве удобрения и продавать её сельхозпроизводителям. Но если получится получать из неё углеродные волокна, фуллерены или углеродные нанотрубки, то можно делать более дорогой продукт, чем удобрения, и получать больший доход.