Lista: Grafen kan ersätta sällsynta metaller

2017-09-20 11:16  

I stort sett all elektronik innehåller sällsynta eller svåråtkomliga metaller. Men supermaterialet grafen kan bli ett alternativ.

En lång rad av de metaller som ingår i skärmar, mobiler, kompositer och elektronik är både sällsynta och svåra att utvinna. Flera av dem är också svåra att återvinna, eftersom de finns i komponenterna i så liten mängd.

Utvinningen av eftertraktade metaller ger också upphov till konflikter på flera platser i världen. Tenn, tantal och volfram finns bland de metaller som utvinns ur så kallade konfliktmineraler.

Nu menar två forskare på Chalmers i Göteborg att många av dessa metaller kan ersättas med grafen och andra kolnanomaterial som fulleren och kolnanorör. De är alla tre kolbaserade strukturer med partiklar i nanostorlek. Gemensamt är att materialen är mycket starka, mycket lätta och har god ledningsförmåga.

– Antingen satsar vi på att återvinna de knappa metallerna, eller så ersätter vi dem med något vanligare. Nu har teknikutvecklingen gjort att vi i större utsträckning kan använda det vanliga grundämnet kol. I dag finns många nya kolnanomaterial med liknande egenskaper som metaller. Det är ett välkommet nytt spår, säger Björn Sandén, forskare i miljösystemsanalys, i en artikel på Chalmers hemsida.

Läs mer:

Läs mer: Mindre förluster från vindkraftverk med kolbollar

Han och hans kollega Rickard Arvidsson har gått igenom 14 olika metaller genom att granska patent och vetenskaplig litteratur. De kommer fram till att 13 av dem kan bytas ut mot kolnanomaterial.

– För 13 av de 14 metaller vi undersökte fanns potentiella tekniklösningar för att ersätta dem med kolnanomaterial i deras vanligaste tillämpningar, säger Rickard Arvidsson.

Längst har utvecklingen kommit när det gäller att ersätta indium, gallium, beryllium och silver. Den enda metall där forskarna inte hittade en ersättare i kolnanomaterial var guld, när det används för smycken.

I Chalmersforskarnas undersökning ingick också kolnanomaterialen fulleren och kolnanorör.

Studien publicerades nyligen i tidskriften Journal of Cleaner Production.

Lista över metaller som kan ersättas

  • Antimon (flamskyddsmedel)
  • Beryllium (ledande material)
  • Krom (rostskydd)
  • Kobolt (starka material)
  • Gallium (halvledare)
  • Germanium (optiska fibrer)
  • Indium (genomskinliga elektroder)
  • Niob (legeringar)
  • Platina (katalysatorer)
  • Silver (elektronik)
  • Tantal (kondensatorer)
  • Tenn (lödningar)
  • Volfram (starka material)

Källa: Chalmers

Olika former av kol

Grundämnet kol förekommer i fyra kristallina former: grafit, diamant, grafen och fulleren

Grafen har en nanostruktur som består av ett lager kolatormer ordnade i sexkantiga strukturer som hänger ihop, lite som ett hönsnät.

Fulleren har en sfärisk struktur. Fullerenen C60 har 60 kolatomer ordnade i fem- eller sexkantiga former som sitter ihop i en boll.

Kolnanorör är cylinderstrukturer, med ett lager grafen hoprullat i ett rör som är en nanometer i diameter.

Anna Orring

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Aktuellt inom

Debatt