據外媒報道，萊斯大學(Rice University)和福特公司的研究人員合作，利用該校的閃速焦耳加熱裝備，將報廢車輛中的塑料部件變成石墨烯。

運動型多功能汽車(SUV)中平均含有350Kg的塑料。如果不經過回收，這些塑料可能要長年累月地待在垃圾填埋場。

該項目由萊斯化學家James Tour和研究生兼主要作者Kevin Wyss負責，旨在重復利用石墨烯，制造用于新車的增強型聚氨酯泡沫。測試表明，加入石墨烯的泡沫(僅含0.1%或更少的石墨烯)，抗拉強度提高了34%，低頻噪聲吸收率提升25%。當新車報廢時，這些泡沫可以再次變成石墨烯。

Tour表示：“福特給實驗室寄來10磅混合塑料廢棄物。這些材料已經過汽車粉碎設施粉碎，又爛糊又潮濕。實驗室對其進行閃速加熱后，將所得到的石墨烯送回福特公司。該公司將石墨烯加入新的泡沫復合材料中，并實現了預期效果。然后福特寄來新復合材料，實驗室進行閃速加熱，再把它們變回石墨烯。這是一個很好的循環回收的例子。”

據以往研究評估，僅過去六年，汽車中使用的塑料就增加了75%，這是為了減輕重量和提高燃油經濟性。因此，將混合的塑料廢棄物進行分類回收，是汽車行業面臨的長期問題之一。同時由于環境法規逐漸收緊，這一問題變得更加關鍵。Tour表示：“在歐洲，汽車制造商必須回收95%的報廢材料，這是很難做到的。”

車輛上有數百種不同的塑料樹脂、填充物和增強材料組合，難以進行分離，最終大部分混合塑料被焚燒掉了。Tour表示：“這些不是像塑料瓶那樣的可回收材料，不能進行熔化和重塑。因此福特研究人員求助于萊斯的閃速焦耳加熱工藝。”

2020年，Tour的實驗室提出利用“閃速焦耳加熱”方法來制造石墨烯，將混合的研磨塑料和焦炭添加劑(用于導電)封裝在管中的電極之間，然后進行高壓爆炸。突如其來的高溫(高達近5000華氏度)使其他元素蒸發，并留下易于溶解的混層石墨烯。該工藝不需要溶劑，并可充分降低能耗，從而顯著提高環境效益。

為了測試是否可以轉化廢棄混合塑料，該實驗室在不對組件進行清洗或預先分類的情況下，利用來自報廢F-150皮卡的塑料保險杠、墊圈、地墊、座椅和門殼等，將由這些組件制成的粉碎物質研磨成細粉末。

在實驗過程中，研究人員分兩步閃速加熱粉末。在專門設計的加熱器中，首先通入小電流，然后使用大電流。在小電流下對這些粉末加熱10-16秒，就會產生高度碳化的塑料，約占初始體積的30%。另外70%以氣體形式排出，或以富含碳氫化合物的蠟和油的形式回收(研究人員認為這些油也可以回收)。然后，對碳化塑料進行大電流閃速加熱，將85%的塑料轉化為石墨烯，同時釋放出氫氣、氧氣、氯、硅和微量金屬雜質。

該項目結合生命周期分析(LCA)，將來自汽車閃速加熱部件的石墨烯與其他方法生產的石墨烯進行比較，并評估回收效率。結果表明，與其他方法相比，利用閃速焦耳加熱來制造石墨烯，可顯著減少能耗、溫室氣體排放和用水。

福特研究中心專注于可持續性和新興材料的技術專家Alper Kiziltas表示，自2018年以來，福特在其汽車中使用的聚氨酯泡沫材料高達60磅，其中約有2磅是石墨烯增強型聚氨酯泡沫材料。“從萊斯那里拿到石墨烯后，將其以很小的量加入泡沫中，可以看到材料性能顯著改善。這為福特的應用提供了卓越的機械和物理性能，超出預期效果。”

福特公司顯然很重視使用石墨烯。該公司首次將石墨烯引入其他各種罩下組件，并于2020年采用石墨烯增強型發動機罩。據稱該公司還希望，利用石墨烯來加固硬塑料。Mielewski表示：“隨著福特向電動汽車轉型，與萊斯的合作發現將發揮重要作用。當內燃機不再產生噪音，可以更清楚地聽到車內外的聲音。降噪非常關鍵，寶馬迫切需要能夠更好地吸音減振的泡沫材料。只用少量石墨烯，即可產好良好的噪音緩解效果，這正是其意義所在。”

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