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

Kaffe värmer fjärrvärmenätet

Ska utveckla självtränande AI för smarta fabriker

Unibap arbetar fram ett verktyg på området.

Följ ditt beställda stål digitalt

Domen mot Nordkalk fastställd

De skapar världens första ligninanläggning för biodrivmedel

Preem och RenFuel undersöker, att i samarbete med Rottneros, uppföra världens första ligninanläggning för biodrivmedel vid massabruket i Vallvik, Söderhamn. Anläggningen beräknas producera en årlig volym om 25-30 000 ton lignin och vara färdigställd till 2021.

Bolidens tillstånd kan påverka vattenfabrik

Nyhetsbrev

Ny samverkansarena ska lyfta branschen till toppen

Arkiv

De skapar ”gröna batteriet” i energisystemet

Vattenkraften, tillsammans med Litium-jonbatterier, ska bli det ”gröna batteriet” i energisystemet samtidigt som spillvärme tillförs i fjärrvärmenätet från batteriproduktionen.

Undersökning bekräftar - standarder positivt för tillväxt

En nyligen genomförd nordisk studie visar att standarder är starkt kopplade till BNP-tillväxt och arbetsproduktivitet.

Världens snabbaste process för lackarbeten

Öl bryggd på avloppsvatten

EU mångmiljonsatsar på bioflygbränsle

EU satsar 13,9 miljoner euro på att ta fram storskalig produktion av bioflygbränsle och biobensin. Målet är att projektet ska resultera i en mängd bioraffinaderier över hela Europa, som kan använda rester från skogsindustrin till att producera biobränsle.

Volvos gjuteri i Skövde förnyas

Lyckad miljösanering med grönlutslam

Eyetrackingföretag ska ge metallindustrin nya medarbetare

Små företag måste börja automatisera

Rekordår för SMC Automation

Återvunnen asfalt på dansk motorväg

Excellenta tider för Axelent

Avbryter vindkraftsprojekt

Vinner University Steel Prize 2018

Sergi Parareda Oriols innovativa forskning om utmattningshållfastheten i skurna kanter i höghållfast stål slog högst.

Sydafrikanskt intresse för svensk miljöteknik

Bygget snart klart - kan revolutionera stålindustrin

Bygget av världens första anläggning för förnybar energigas till stålindustrin växer fram i Höganäs, något processnet.se tidigare rapporterat om. Nu närmar sig invigningen och många är intresserade av teknikens möjligheter.

De delar resurser, energi och utrustning

170 000 ton koldioxid, 750 ton fosfat och 190 ton svaveldioxid. Det har ett industrinätverk utanför Norrköping besparat miljön årligen genom så kallad industriell symbios.

Hexagon stärks inom kvalitetskontroll

Genombrott på indisk elmarknad

Gå in i din nya fabrik med hjälp av VR

Blir ny VD inom Hydroscand

Yaskawa skapar miljövänlig energidivision

Programvara för robotsensorer

Omstart för Gränges i Arkansas

3D ger effektiviserad tillverkning

Fanuc sätter upp ett nytt nordiskt huvudkontor i Malmö

Flexibelt uv-härdande lim

Kompaktare robotcell för svetsning

Ökad efterfrågan på återvunnen kimrök

Se alla Företagens egna nyheter

Rätt matchning ger enastående lagarbete

Möt Agaria på Elmia Produktionsmässor 15-18 maj i Jönköping!

RS Components utökar RS Pro-sortimentet av test- och mätinstrument

Nya logikmoduler konfigureras via användarvänligt webbgränssnitt

RS Components presenterar två nya serier med strömförsörjningar från RS Pro

RS Components tillkännager distributionsavtal med IDEC för tillgång till industriella komponenter

Lägre livscykelkostnad och ökad hållbarhet

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

0.142