Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
© Chalmers Analys | 19 september 2017

Grafen och andra kolnanomaterial kan ersätta knappa metaller

De Àr komplicerade att utvinna, svÄra att Ätervinna och sÄ ovanliga att flera av dem blir klassificerade som konfliktmetaller. Nu visar en kartlÀggning pÄ Chalmers att det finns möjliga tekniklösningar för att ersÀtta mÄnga av metallerna med kolnanomaterial som grafen.
Knappa metaller, som exempelvis tenn, silver, volfram och indium, Ă€r bĂ„de ovanliga och svĂ„ra att utvinna, eftersom de brytbara koncentrationerna Ă€r mycket smĂ„. Det gör metallerna eftertraktade – och utvinningen av dem en grogrund för konflikter, ett exempel som de flesta kĂ€nner till Ă€r Kongo-Kinshasa dĂ€r de finansierar vĂ€pnade strider.

Dessutom Àr de svÄra att Ätervinna med lönsamhet eftersom de oftast finns i liten mÀngd i olika komponenter, exempelvis i elektronik.

Rickard Arvidsson och Björn Sandén, forskare i miljösystemanalys pÄ Chalmers, har nu granskat en alternativ lösning: att ersÀtta de knappa metallerna med kolnanomaterial. Dessa Àmnen, dÀr grafen Àr det mest vÀlkÀnda, Àr liksom knappa metaller starka material med god ledningsförmÄga, det framgÄr av ett pressmeddelande.

– Nu har teknikutvecklingen gjort att vi i större utstrĂ€ckning kan anvĂ€nda det vanliga grundĂ€mnet kol, sĂ€ger Björn SandĂ©n. Idag finns mĂ„nga nya kolnanomaterial med liknande egenskaper som metaller. Det Ă€r ett vĂ€lkommet nytt spĂ„r, och det Ă€r viktigt att satsa pĂ„ bĂ„de Ă„tervinning och ersĂ€ttning av de knappa metallerna framöver.

Forskarna har tittat pÄ den huvudsakliga anvÀndningen för 14 olika metaller, och genom att granska patent och vetenskaplig litteratur undersökt möjligheten att ersÀtta dem med kolnanomaterial. Resultatet Àr en unik överblick över den forskning och teknikutveckling som finns pÄ omrÄdet.

Enligt Arvidsson och Sandén visar sammanstÀllningen att en omstÀllning frÄn knappa metaller till kolnanomaterial redan Àr pÄ gÄng.

– För 13 av de 14 metaller vi undersökte finns potentiella tekniklösningar för att ersĂ€tta dem med kolnanomaterial i deras vanligaste tillĂ€mpningar. Teknikutvecklingen har nĂ„tt olika lĂ„ngt för olika metaller och tillĂ€mpningar, men i vissa fall, som för indium och gallium, Ă€r resultaten vĂ€ldigt lovande, sĂ€ger Rickard Arvidsson.

I diskussionen om resursbegrÀnsningar, cirkulÀr ekonomi och samhÀllets materialhantering har Ätervinning och ÄteranvÀndning lÀnge varit i fokus. ErsÀttningsspÄret Àr en möjlig utvÀg som inte har diskuterats lika mycket, och i takt med att resursproblemen blir allt mer tydliga har det finns ytterligare redskap att jobba med, fortsÀtter pressmeddelandet.

Rickard Arvidsson och Björn Sandén betonar att det finns stora potentiella vinster med att minska anvÀndandet av knappa metaller, och de hoppas kunna bidra till att stÀrka argumenten för mer forskning och utveckling inom omrÄdet.

– TĂ€nk att kunna ersĂ€tta de knappa metallerna med kol, sĂ€ger Björn SandĂ©n. DĂ€r finns det ett naturligt kretslopp om kolet utvinns ur biomassa.

– Eftersom kol Ă€r ett sĂ„ vanligt och tillgĂ€ngligt material skulle ocksĂ„ konflikter och geopolitisk problematik kopplade till de hĂ€r metallerna kunna minska, sĂ€ger Rickard Arvidsson.

Rickard Arvidsson och Björn Sandén vid Chalmers har undersökt om kolnanomaterialen grafen, fulleren och kolnanorör har potential att ersÀtta 14 knappa metaller i deras största tillÀmpningsomrÄde. Forskningsresultaten publicerades nyligen i tidskriften Journal of Cleaner Production och finns att lÀsa hÀr.
MetallHuvudtillÀmpningKolnanomaterial
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
Annons
Annons
Annons
Annons
Visa fler nyheter
2019-01-17 14:20 V11.11.0-1