グラフェン積層パイプは石油・ガス産業の腐食を軽減できる可能性がある

『Advanced Materials Interfaces』に掲載された論文によると、研究チームは、海底から原油やガスを輸送するパイプに使用されるポリマーライナーにグラフェンを組み込む方法を発見した。

パイプは通常、ポリマーまたは複合材の内部層と外部の強化鋼で作られています。 これらのパイプ内では、流体が非常に高圧で高温になる場合があります。

二酸化炭素 (CO2)、硫化水素 (H2S)、水がパイプの保護バリア層を透過する状況では、鋼材が腐食して時間の経過とともにパイプの強度が低下し、致命的な故障の危険につながる可能性があります。

研究者らは、グラフェンがプラスチックと機械的に混合された場合、またはグラフェンの単層が適用された場合でも、ガスは依然として通過できることを発見した。

しかし、グラフェン ナノプレートレットの薄層をポリアミド 11 (PA11) (これらのライナーによく使用されるプラスチック) に積層することにより、チームは非常に優れたバリアとして機能する構造を作成することができました。

多層ラミネート構造は、60℃、大気圧の最大 400 倍の圧力でテストされ、PA11 単独と比較して CO2 透過を 90% 以上削減し、H2S の透過は検出できないレベルまで低減できることが示されました。

グラフェンは世界初の二次元素材で、柔軟で透明で銅よりも導電性が高く、最も遮断しにくいガスであるヘリウムの通過を遮断することが知られています。

腐食は米国の石油・ガス産業だけで 14 億ドルの損失をもたらします。 この技術は、水中配管の寿命を延ばし、修理までの時間を短縮する可能性があります。

マンチェスターチームを率いたピーター・バッド教授は次のように述べています。「グラフェンには多くの驚くべき特性がありますが、それを大規模に実現するのは必ずしも簡単ではありません。 私たちの研究は、グラフェンを実験室から現実の世界に持ち出すための重要な一歩を表しています。」

TWIの研究ディレクター、ポール・ウーリン博士は次のように述べています。「この研究は、TWIがイノベーション・ネットワークを通じて世界有数の大学と効果的に連携し、最先端の試験能力と社内の専門家を活用して、独自の研究成果を特定する方法の一例です。業界の最も困難な問題に対する斬新なソリューション。

このようなグラフェン膜は、広大な新しい市場を開拓し、食品包装、水の濾過、ガス分離などの無数の工業プロセスに革命を起こす可能性を秘めています。

先端材料はマンチェスター大学の研究の指標の 1 つであり、地球が直面する最大の課題のいくつかに取り組む先駆的な発見、学際的なコラボレーション、分野を超えたパートナーシップの例です。 #リサーチビーコン