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

Utsläpp av natriumhydroxid från pappersbruk

Han blir chef för Board

Mikael Andersson blir ny chef för Board inom BillerudKorsnäs, en av bolagets tre divisioner.

BillerudKorsnäs satsar på arbetsmiljön

Ecoplast tar plats i Borealisfamiljen

Teknik för reduktion av kvicksilver

Stabilt LKAB redovisar 1,3 miljarder i vinst

Nyhetsbrev

Projekt kring nästa generation inspektionsrobotar

Arkiv

Fusionsforskning får nytt bränsle

Eget avfall blir biogas för livsmedelsproducenten

Additivt Teknikcenter invigs i Hultsfred

Domsjö fabrikers nya produkt kan göra korvskinn av trä

Fick radioaktivt vatten över sig

Traineeprogram hos Atlas Copco

Mindre brand hos papperstillverkare

Lututsläpp och arbetsplatsolycka på grund av åskväder

De senaste dagarnas kraftiga åskoväder har påverkat driften vid Bäckhammars bruk.

Leverans till pappersbruk är nu klar

Valmet säljer pappersmaskin till Argentina

Siemens i affär värd en halv miljard

Northvolt förbereder för en andra produktionslina

"Nu snabbar vi på processen lite grann då efterfrågan från våra kunder är väldigt stor"

Innovationsbolag får ny VD

Demonterar vindkraftspark

Ny global säkerhetsutmärkelse

Climeon etablerar filial på Island

Så ska sanering av gruvor bekostas

Nu är gruvan igång

Mer än 1000 MW i vindkraftskapacitet

Han blir ny fabrikschef för SCA:s pappersbruk

Effektiviserar med 3d-skrivna verktyg

Alfa Laval tar stororder

Setra investerar i pyrolysolja

Autonom industri diskuteras i Almedalen

Se alla Företagens egna nyheter

RS Components avtal med Zerynth förstärker partnerskapet och utökar DesignSparks IoT-kapacitet

RS Components presenterar nytt trådlöst tillbehör att använda med PELTOR-hörselskydd

RS Components blir Glenairs digitala distributionspartner

RS Components lanserar kontaktdonen MUO 2.5 från Molex för elektrisk utrustning och elsystem

Mångsidig digital indikator med LC-display- JUMO diraVIEW

RS Components lanserar en global designtävling för att ge upphov till en ny musikupplevelse

RS Components säljer datasäkerhetsprodukter för att hjälpa företag med GDPR-efterlevnad

RS Components lanserar en serie värmekameror och produkter för test och mätning från FLIR

Den nya appen DesignSpark Toolbox från RS Components är tillgänglig för iOS, Android och Windows

RS Components lanserar en liten RS Pro infraröd temperatursensor för industriell utrustning

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-sortimen...

RS Components presenterar nya industriella läsare för RFID-taggar

Med lanseringen av DesignSpark Safety förenklar RS Components riskbedömning...

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

Sänd till en kollega

0.153