Der Asia Innovation Award 2025 der Hitachi Foundation hat soeben zwei Wissenschaftler der Hanoi University of Science and Technology ausgezeichnet. Dr. Vu Thi Tan erhielt einen Förderpreis für ihre Forschungsreihe zur Umwandlung metallurgischer Abfälle in Graphen und Hightech-Kohlenstoffmaterialien.
Die Hitachi Foundation hat soeben zwei Wissenschaftler der Hanoi University of Science and Technology als Gewinner des Asia Innovation Award 2025 bekanntgegeben.
Aus Graphitabfällen, die man nur für die Mülldeponie geeignet hielt, schuf die Ärztin einen neuen Weg: Sie verwandelte eine Umweltbelastung in eine strategische Ressource für Technologie und nachhaltige Entwicklung.
Umwandlung metallurgischer Abfälle in strategische Rohstoffe.
In der Stahlindustrie erzeugen die Fabriken jedes Jahr große Mengen an kohlenstoffhaltigen Abfällen, wie zum Beispiel Graphit aus Stahlwerken, Abfallelektroden, Ofenauskleidungen und Schlacke.
Dieses Abfallprodukt ist schwer zu entsorgen; die Deponierung wäre kostspielig und berge Umweltrisiken. Graphen und graphenbasierte Materialien hingegen gelten als das „schwarze Gold“ einer neuen Materialgeneration mit Anwendungsmöglichkeiten in der Elektronik, der Energietechnik und der Umwelttechnik.
Dr. Vu Thi Tan (Foto: Hoa Le).
Graphen ist eine einzelne Schicht aus Kohlenstoffatomen (2D), während Graphit aus gestapelten Graphenschichten besteht (3D). Die Ironie liegt darin, dass die Umwandlung einer mehrlagigen Graphitstruktur in eine ein- oder mehrlagige Graphenschicht von hoher Qualität und Gleichmäßigkeit, obwohl beide aus Kohlenstoff bestehen, oft komplex und kostspielig ist.
Im Gespräch mit einem Reporter der Zeitung Dan Tri sagte Dr. Vu Thi Tan, dass sich das Forschungsteam damals die Frage gestellt habe: Wäre es möglich, gegen den Strom zu schwimmen und aus Graphitabfällen und anderen kohlenstoffhaltigen Reststoffen der Metallurgie Graphen und Hochleistungsgraphenmaterialien herzustellen, anstatt sie als technischen Abfall zu betrachten?
Von dort aus entwickelte das Team chemische Verfahren zur Behandlung dieser Abfallströme und gewann dabei Graphenoxid, reduziertes Graphenoxid und verschiedene graphenbasierte Materialsysteme.
„Der Kern der Prozesse liegt in der Reinigung, der Kontrolle der Größe, der Schichtstruktur und der Oberfläche der Graphitabfallquelle, der Kombination von Oxidations-, Delaminierungs- und Reduktionsschritten, um sowohl den hohen Kohlenstoffgehalt zu nutzen als auch begleitende Metallverunreinigungen und anorganische Rückstände zu begrenzen“, sagte Dr. Tan.
Frau Tan und ihre Kollegen bei einem Stahlkonzern in Spanien (Foto: Zur Verfügung gestellt von der Interviewpartnerin).
Diese Ergebnisse beschränken sich nicht auf den Prozess auf dem Papier; sie sind durch zahlreiche Patente in den USA, Kanada, Europa, Brasilien und Südafrika geschützt, und zwar in Form von Verfahren zur Herstellung von Graphenoxid, reduziertem Graphenoxid aus Kish-Graphit oder Graphitabfallelektroden.
Dies schafft die Grundlage für die Kommerzialisierung und ebnet den Weg für kostengünstigere und umweltfreundlichere Graphen-Produktlinien im Vergleich zu herkömmlichen Technologien.
Von „recyceltem“ Graphen bis hin zu Umwelt- und Energieanwendungen
Ein bemerkenswerter Aspekt der Forschung von Dr. Vu Thi Tan ist, dass Graphen nicht nur ein „Endprodukt“ ist, sondern eine Grundlage für die Entwicklung vieler Verbundwerkstoffe, die auf praktische Probleme in Industrie und Alltag abzielen.
Ein wichtiger Forschungszweig ist die Verwendung von Graphen-Zeolith-Kompositen oder porösen Materialien zur Reinigung von Transformatorenöl. Dies trägt dazu bei, Verunreinigungen und Abbauprodukte zu entfernen, die Lebensdauer der Geräte zu verlängern und die Sicherheit von Stromübertragungssystemen zu verbessern.
Der Experte analysierte weiter: „In einer anderen Richtung entwickelt die Gruppe Graphenmaterialien in Kombination mit Metalloxid-Nanopartikeln zur Behandlung von verschmutztem Wasser und Luft. Dabei nutzt sie die große Oberfläche, die elektrische Leitfähigkeit und die modifizierbare Struktur von Graphen, um die photokatalytische Effizienz zu steigern und toxische organische Substanzen oder Schwermetalle zu adsorbieren.“
Mehrere Studien haben sich mit dem potenziellen Einsatz von Graphen-basierten Materialien bei der Meerwasserentsalzung befasst und tragen so zur Bewältigung der Herausforderung der Wassersicherheit im Kontext des Klimawandels bei.
Ihre Reihe internationaler Veröffentlichungen umfasst zahlreiche Fachzeitschriften zu Umweltkatalyse, Nanomaterialien und Umweltchemie und beweist, dass es sich hierbei nicht um isolierte Experimente handelt, sondern um ein systematisches Forschungsprogramm, das Materialdesign und die Optimierung von Herstellungsprozessen mit Tests unter realen Bedingungen verbindet.
Die Ärztin erläuterte die Bedeutung dieses Ansatzes und betonte, dass der größte Wert nicht nur in der Schaffung neuer Materialien liege, sondern auch in der „Umkehrung“ der Abfallwahrnehmung: Was einst als Belastung angesehen wurde, kann, richtig angegangen, zu einer technologischen Ressource werden, die sowohl einen wirtschaftlichen als auch einen ökologischen Wert mit sich bringt.
Laut Asian Innovation Award Council werden die Arbeiten von Dr. Vu Thi Tan aufgrund ihrer direkten Übereinstimmung mit den Zielen für nachhaltige Entwicklung der Vereinten Nationen hoch geschätzt, insbesondere in den Bereichen nachhaltige Ressourcennutzung, Abfallvermeidung und Förderung eines Kreislaufwirtschaftsmodells in der Schwerindustrie.
Quelle: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/nu-tien-si-viet-tao-vat-lieu-cong-nghe-cao-tu-phe-thai-dat-giai-chau-a-20260121081901760.htm
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