Facebook

Instagram

Grafen och andra kolnanomaterial kan ersätta knappa metaller


2017-09-18


Knappa metaller finns i mängder av vardagsting omkring oss. De är komplicerade att utvinna, svåra att återvinna och så ovanliga att flera av dem blir konfliktmetaller som underbygger strider och förtryck. Nu visar en kartläggning på Chalmers att det finns möjliga tekniklösningar för att ersätta många av metallerna med kolnanomaterial som grafen.

De finns i din dator, i din mobiltelefon, i nästan all övrig elektronisk utrustning och i många av plasterna omkring oss. Samhällets beroende av de knappa metallerna är stort, och det är ett beroende med många nackdelar.

Knappa metaller, som exempelvis tenn, silver, volfram och indium, är nämligen både ovanliga och svåra att utvinna, eftersom de brytbara koncentrationerna är mycket små. Det gör metallerna eftertraktade – och utvinningen av dem en grogrund för konflikter, till exempel i Kongo-Kinshasa där de finansierar väpnade strider.

Dessutom är de svåra att återvinna med lönsamhet eftersom de oftast finns i liten mängd i olika komponenter, exempelvis i elektronik.

Rickard Arvidsson och Björn Sandén, forskare i miljösystemanalys på Chalmers, har nu granskat en alternativ lösning: att ersätta de knappa metallerna med kolnanomaterial. Dessa ämnen, där grafen är det mest välkända, är liksom knappa metaller starka material med god ledningsförmåga.

– Nu har teknikutvecklingen gjort att vi i större utsträckning kan använda det vanliga grundämnet kol, säger Björn Sandén. Idag finns många nya kolnanomaterial med liknande egenskaper som metaller. Det är ett välkommet nytt spår, och det är viktigt att satsa på både återvinning och ersättning av de knappa metallerna framöver.

Forskarna har tittat på den huvudsakliga användningen för 14 olika metaller, och genom att granska patent och vetenskaplig litteratur undersökt möjligheten att ersätta dem med kolnanomaterial. Resultatet är en unik överblick över den forskning och teknikutveckling som finns på området.

Enligt Arvidsson och Sandén visar sammanställningen att en omställning från knappa metaller till kolnanomaterial redan är på gång.

– För 13 av de 14 metaller vi undersökte finns potentiella tekniklösningar för att ersätta dem med kolnanomaterial i deras vanligaste tillämpningar. Teknikutvecklingen har nått olika långt för olika metaller och tillämpningar, men i vissa fall, som för indium och gallium, är resultaten väldigt lovande, säger Rickard Arvidsson.

– Det här ger hopp, säger Björn Sandén. I diskussionen om resursbegränsningar, cirkulär ekonomi och samhällets materialhantering har återvinning och återanvändning länge varit i fokus. Ersättningsspåret är en möjlig utväg som inte har diskuterats lika mycket, och i takt med att resursproblemen blir allt mer tydliga har vi nu ytterligare redskap att jobba med.

Forskningsresultaten publicerades nyligen i tidskriften Journal of Cleaner Production. Rickard Arvidsson och Björn Sandén betonar att det finns stora potentiella vinster med att minska användandet av knappa metaller, och de hoppas kunna bidra till att stärka argumenten för mer forskning och utveckling inom området.

– Tänk att kunna ersätta de knappa metallerna med kol, säger Björn Sandén. Där finns det ett naturligt kretslopp om kolet utvinns ur biomassa.

– Eftersom kol är ett så vanligt och tillgängligt material skulle också konflikter och geopolitisk problematik kopplade till de här metallerna kunna minska, säger Rickard Arvidsson.

Samtidigt påpekar de att mer forskning behövs på området, för att möta eventuella nya problem som kan uppstå om de knappa metallerna ersätts.

– Kolnanomaterial är relativt nyupptäckta, och än så länge är kunskapen begränsad om deras miljöpåverkan ur ett livscykelperspektiv. Men generellt kan man säga att det finns potential till liten miljöpåverkan, säger Rickard Arvidsson.


Fakta
Kolnanomaterial består endast eller huvudsakligen av kol, och är tunna, starka material med god ledningsförmåga. Flera knappa metaller har liknande egenskaper. Metallerna finns till exempel i kablar, tunna skärmar, flamskyddsmedel, rostskydd och kondensatorer.

Rickard Arvidsson och Björn Sandén vid Chalmers har undersökt om kolnanomaterialen grafen, fulleren och kolnanorör har potential att ersätta 14 knappa metaller i deras största tillämpningsområde. För alla utom guld i smycken fann de potentiella tekniklösningar för att ersätta metallerna med kolnanomaterial. De metaller där en ersättning ligger närmast i tiden är indium, gallium, beryllium och silver.

MetallHuvudtillämpningKolnanomaterial
AntimonFlamskyddsmedelGrafen, kolnanorör, fullerener
BerylliumLedande materialGrafen, kolnanorör
KromRostskyddGrafen, kolnanorör, fullerener
KoboltStarka materialGrafen, kolnanorör, fullerener
GalliumHalvledareGrafen, kolnanorör
GermaniumOptiska fibrerGrafen, kolnanorör
GuldSmycken-
IndiumGenomskinliga elektroderGrafen, kolnanorör
NiobLegeringarGrafen, kolnanorör, fullerener
PlatinaKatalysatorerGrafen
SilverElektronikGrafen, kolnanorör
TantalKondensatorerGrafen, kolnanorör
TennLödningarKolnanorör
VolframStarka materialGrafen, kolnanorör, fullerener



Källa: Chalmers

Skriv ut



Daniel Björk, säljchef på Prismalence.
Daniel Björk, säljchef på Prismalence.

Energieffektiv belysning utvecklas i Örnsköldsvik

Belysning hemma och ute i samhället är något vi tar för givet utan att tänka så mycket på det. Men faktum är att belysning står för 11 procent av...

Läs mer
Elmia Produktion
Martinsons kan nu erbjuda Svanenmärkt KL-trä.

Martinsons först med Svanenmärkt KL-trä

Martinsons kan nu erbjuda korslimmat trä som är miljömärkt med Svanen, det...

Läs mer
Gloab550


3D-teknikbolag accelererar mot nya framgångar

Reliefed Technologies är det nya namnet på 3D-teknikbolaget Arsizio. Med nytt kapital...

Läs mer
Det nya systemet X39 från METTLER TOLEDO.

För första gången i livsmedelsindustrin: tio kvalitetskontroller i ett enda röntgensystem

METTLER TOLEDO är först ut på marknaden med ett röntgensystem som identifierar...

Läs mer
<span>Joshua Berin är utsedd till försäljningschef för Hydraulics i Nordamerika.</span>

Concentric AB utser Joshua Berin till försäljningschef för Hydraulics i Nordamerika

Joshua Berin kommer att tillträda positionen som försäljningschef för...

Läs mer

Klimatneutral betong inom räckhåll

Nu inleder betongbranschen arbetet med att ta fram en färdplan för att bli ...

Läs mer
Flygfoto över Motala Företagspark. I byggnadsdelen till höger i bild byggs sorteringsanläggningen för plastförpackningar.

Plastkretsen storinvesterar för ökad återvinning av plastförpackningar

Plastindustrin, förpackningstillverkare och företag som sätter förpackningar...

Läs mer

Fokus på pickuper och dieselmotorer vid North American International Auto Show

I en fordonsvärld som allt mer fokuserar på mobilitet, självkörande bilar och...

Läs mer


Skövde motorfabrik är Volvo Cars första klimatneutrala tillverkningsanläggning

Volvo Cars motorfabrik i Skövde har blivit företagets första klimatneutrala...

Läs mer


Proton Technology - mer komplett provningslaboratorium med nya testmetoder

Technology i Bankeryd satsar, rustar och stärker sin verksamhet ytterligare, i och med att ny...

Läs mer
Utbyggnaden av Engcons fabrik i Polen klar och invigd.

Engcon fortsätter satsa på sina produktionsanläggningar

Engcon, den världsledande tillverkaren av tiltrotatorer för grävmaskiner 1,5-33 ton,...

Läs mer

Ny förslag till styrelseordförande och styrelseledamot i SKF

SKFs valberedning föreslår Hans Stråberg till ny styrelseordförande i SKF....

Läs mer
En ångpanna från LTS.

Atlas Copco slutför förvärv av fransk uthyrningsverksamhet inom ångpannor

Atlas Copco, en ledande leverantör av hållbara produktivitetslösningar, har...

Läs mer

Thomas Haglund blir projektdirektör

<span id=\

Thomas Haglund, vd för Moelven Norsälven AB, har anställts som projektdirektör...

Läs mer

Klent intresse för jobb inom verkstad och industri - branschdag i Ystad ska locka fler

Torsdag den 18 januari anordnar Arbetsförmedlingen en branschdag i Ystad med fokus på...

Läs mer
<span class=\

100% grön el för Saint-Gobain i Norden

Hållbarhet står högt på agendan för Saint-Gobain och från och med...

Läs mer


Borealis väljer att förlänga sitt pågående samarbete med Bilfinger

Borealis har valt att förlänga befintligt underhållskontrakt med Bilfinger i...

Läs mer


Mest lästa

Weland

teijo

skoogsmaskin360

Drivsystem

Gnosjö Maskin & Verktyg

Lindevalls

PBH Teknik

Wipab

Robotcenter i laxå

SPM

Kuntze

Stendörren

Gabs

Dalby360


hydro pascal

Erico

PLM360

SL-Lyftok360

Safecontrol

dustcontrol

fkv-vast360

inter-don

alingsås plåtmaskiner


MAFA

BK Services

Tele radio

Linak

Edmolift

Interlift

Arlövs plastgjuteri

Ell Pe

Accu

laser components

Techprint

CncTech

inspirationcompany

Rubb

Förarmiljö

Vibrationsteknik

Chuck Center

Bardexa

Beckhoff

Carlander

Verktygs stallet

Orderinvest

EMS Vacparts

steuler kch

NOW

CWS BOCO

Kaagaard

Fixturlaser

Melament
Unica Media AB © 2014
Org.nr 556961-2624
Unica Media AB
Hammarby Fabriksväg 23
120 30 Stockholm

Kontakt
info(at)unicamedia.se
Annonsering
annons(at)unicamedia.se