Ska ersätta knappa metaller

| Av Peter Håkansson | Tipsa redaktionen

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



Håll dig uppdaterad med Process Nordic
Är du prenumerant? Bli prenumerant

Med en prenumeration får du obegränsad tillgång till webbtidningen. Läs webbtidningen online.


Skriv din kommentar
Startsidan just nu

Köper bolag inom pump- och värmeteknik

Bergslagsfokus i kartläggning av nya metaller

Reaktordelar kapas till våren

Ståljättens nätverk växer snabbt

45 miljoner dollar förstärker Tysklands kraftnät

ABB ska uppgradera elkraftsanläggning för att integrera mer förnybar energi och öka elnätets tillförlitlighet

Han blir ny fabrikschef på Gruvön

Nyhetsbrev

Bewi köper plastföretag för 1,2 miljarder

Genom affären skapas en av Europas största tillverkare av cellplaster.

Arkiv

Getinge inleder samarbete med Gibotech

Samarbetet med den svenska megakoncernen ger god medvind åt det danska automationsföretaget.

Från förlust till vinst

Ny teknik gör elnätet smart

Smart Grid Surveillance övervakar elnät på ett helt nytt sätt. Levereras nu till Skellefteå Kraft.

Pysande tryckluft ersätts med elektromekanik

Läckage i tryckluftssystem uppgår i vissa fall till så mycket som 50 procent av den tillförda mängden tryckluft

Nya linjer ökar produktion och automation i livsmedelsfabriken

Totalt har man ökar kapaciteten med omkring 20-25 procent – samtidigt har man ökat effektiviteten och automatiserat mer.

SSAB stoppade sin masugn

Film ska locka unga in i materialens spännande värld

Gruvbolag expanderar stort i Finland

Bättre än väntat för Boliden

Ny truck hanterar glödheta slaggmassor

Maskinen är utvecklad i samarbete med Luleå Tekniska Universitet.

Startar produktionslina för additiv tillverkning

Hur ska vindkraftverks livslängd förlängas?

Northvolt får en halv miljard

Växer inom additiv tillverkning

Biobaserat lignin alternativ till oljebaserade material

Lanseringen av Lineo beskrivs av Stora Enso som ett viktigt steg på vägen mot att byta ut fossilbaserade material till förnybara lösningar.

Digital kompetens och kapital största utmaningen för Industri 4.0

Elektriska och magnetiska fält i industrin

Köp i Argentina gör Arla störst på vassle

Goda tider för tryckluftsdriven automatik

Ny provningsmetod med radiologi

Bygger världens största biogasanläggning

ABB ser en positiv makroekonomi i Europa och USA

Förvärvar inom medicinteknik

Han blir ny VD för Boliden

Leonovainstrument nu i paketlösningar

Bygger kraftfull ÅV-anläggning för EPS

Låter dig krocka mjukt i fabriken

Bra år och ökad efterfrågan för SKF

Ett steg närmare Industri 4.0 med nya laseranläggningen

Se alla Företagens egna nyheter

Utökat samarbetsavtal mellan Abracon och RS Components

RS Components lanserar DesignSpark Pmod-adapter för Raspberry Pi

RS Components offentliggör lanseringen av ett kompakt industriellt Ethernet-kontakdon från Hirose

RS Components utökar sortiment med pekskärmar för industriell automation

RS Components utökar sortimentet av kontaktdon och kablar i RS Pro-sortimentet

RS Components presenterar nya industriella läsare för RFID-taggar

Med lanseringen av DesignSpark Safety förenklar RS Components riskbedömning vid maskinutveckling

RS Components tar prisvärda värmekameror till nästa nivå med nya FLIR ONE® Pro

RS stöder uppstartsföretag som ger spädbarn och småbarn tillgång till bionisk protesteknik

RS Components presenterar innovativa Fluke-testare som mäter spänning utan testledningar

Den nya generationen mini-PLC:er från Barth är nu Arduino-kompatibla

RS Components utökar RS Pro-sortimentet med IP50- och IP65-klassade AC-växelriktare och tillbehör

RS Components tillhandahåller kompletta konfektionerade kablar från Molex

In i molnet enkelt och säkert med Beckhoff IoT

Sänd till en kollega

0.136