I tubi laminati in grafene potrebbero ridurre la corrosione nell’industria del petrolio e del gas

Pubblicato su Advanced Materials Interfaces, il team ha trovato un modo per incorporare il grafene in un rivestimento polimerico utilizzato nei tubi che trasportano petrolio greggio e gas dal fondo del mare.

I tubi sono generalmente costituiti da strati interni di polimero o composito e acciaio di rinforzo esterno. All'interno di questi tubi, i fluidi possono trovarsi a pressione molto elevata e a temperatura elevata.

In situazioni in cui l'anidride carbonica (CO2), l'idrogeno solforato (H2S) e l'acqua permeano attraverso lo strato barriera protettivo del tubo, l'acciaio può corrodersi causando la perdita di resistenza del tubo nel tempo, con il rischio di guasti catastrofici.

I ricercatori hanno scoperto che se il grafene veniva mescolato meccanicamente con la plastica, o se veniva applicato un singolo strato di grafene, i gas erano ancora in grado di passare.

Tuttavia, laminando un sottile strato di nanopiastrine di grafene su poliammide 11 (PA11), una plastica spesso utilizzata in questi rivestimenti, il team è stato in grado di produrre strutture che si comportano come barriere eccezionalmente buone.

Le strutture laminate multistrato sono state testate a 60°C e a pressioni fino a 400 volte la pressione atmosferica e hanno dimostrato di ridurre la permeazione di CO2 di oltre il 90% rispetto al solo PA11, mentre la permeazione di H2S può essere ridotta a livelli non rilevabili.

Il grafene è il primo materiale bidimensionale al mondo, flessibile, trasparente, più conduttivo del rame ed è noto per bloccare il passaggio dell'elio, il gas più difficile da bloccare.

La corrosione costa all’industria del petrolio e del gas solo negli Stati Uniti 1,4 miliardi di dollari. Questa tecnologia ha il potenziale per prolungare la vita delle tubazioni sottomarine e quindi ridurre il tempo tra le riparazioni.

Il professor Peter Budd, che ha guidato il team di Manchester, ha dichiarato: “Il grafene ha molte proprietà sorprendenti, ma non è sempre facile realizzarle su larga scala. Il nostro lavoro rappresenta un passo importante nel portare il grafene fuori dal laboratorio e nel mondo reale”.

Il dottor Paul Woollin, direttore della ricerca, TWI, ha dichiarato: “Questa ricerca è un esempio di come TWI può lavorare efficacemente con università leader a livello mondiale attraverso la sua rete di innovazione e attingere alle nostre capacità di test all’avanguardia e agli esperti interni, per identificare nuove soluzioni ai problemi più impegnativi del settore.

Membrane in grafene come queste hanno il potenziale per aprire nuovi e vasti mercati e rivoluzionare innumerevoli processi industriali, come l’imballaggio alimentare, la filtrazione dell’acqua e la separazione dei gas.

I materiali avanzati sono uno dei fari della ricerca dell'Università di Manchester: esempi di scoperte pionieristiche, collaborazione interdisciplinare e partenariati intersettoriali che stanno affrontando alcune delle più grandi domande che il pianeta deve affrontare. #ResearchBeacons