Innventia, SP och Swedish ICT har gått samman i RISE för att bli en starkare forsknings- och innovationspartner för näringsliv och samhälle.
Under 2017 kommer innventia.com att vara en av flera webbplatser inom RISE. Besök gärna ri.se för mer information om RISE.

Framtida användningsområden

Kolfiber används idag främst i applikationer med krav på höga mekaniska prestanda som sportutrustning, flygplan, satelliter, formel 1-bilar, tryckkärl, specialverktyg, vissa detaljer i vindkraftverk och för armering av betong i områden med risk för jordbävningar.

Pågående forskning visar att ligninbaserad kolfiber kan optimeras för såväl strukturella (lastbärande) användningsområden som för icke lastbärande applikationer. Tidsmässigt ligger de icke-strukturella användningsområdena sannolikt närmast för marknadsintroduktion. 

Ett litet ligninuttag från ett modernt sulfatmassabruk kan användas som styrkebärande kolfiber i framtidens lättviktsbil.

Vision kolfiber Road map Innventia

Det är lätt att inse att potentialen är enorm. En annan slutsats är att ligninbaserad kolfiber i exemplet spar 50 gånger så mycket drivmedel (räknat som energimängd) jämfört med att ersätta olja i förbränning. Det alltså klart resurseffektivare att göra lättviktsmaterial av lignin jämfört med att ersätta fossila bränslen i förbränning.

Idag används i snitt under 1 kg kolfiber per bil. Om mängden ökade till 10 kg respektive 100 kg per bil motsvarar detta 80 000 respektive 800 000 ton kolfiber per år på global basis. Med tanke på att den globala produktionskapaciteten år 2011 var under 100 000 ton visar detta att en bristsituation lätt kan uppstå om behovet ökar på ett enskilt marknadsområde.

Möjliga användningsområden för ligninbaserad kolfiber är:

Strukturella tillämpningar

Högpresterande kolfiber för t.ex. flyg och rymd (mycket lång sikt).

  • Kolfiberkompositer används i stor omfattning i flyg och rymdtillämpningar. Tillämpningen kräver höga prestanda. Ligninbaserade kolfibrer kan komma i fråga först då hög specifik styvhet och hållfasthet kan uppnås.

Medium-presterande kolfiber för t.ex. bilindustrin (medellång sikt, kan vara blandning av PAN- och ligninbaserad kolfiber) och för ersättning av glasfiber (kort sikt).

  • Användningen av kolfiberkompositer i fordon väntas öka kraftigt de kommande åren. Ligninbaserade kolfibrer med hög styvhet kan komma att påskynda en bred användning av kompositer i bilar genom gynnsamt pris i kombination med rationell produktionsteknik.
  • Det finns krav från fordonsindustrins återvinningsdirektiv, ELV, att hålla en låg askhalt på restprodukter vilket möjliggörs genom ersättning av glasfiber med kolfiber i kompositer.

Icke-strukturella tillämpningar

Termisk isolering.

  • Kolfiber isolerar värme mycket bra. Sådana fibrer kan därför i närtid tillämpas som isoleringsmaterial inom byggsektorn och andra sektorer.

Elektroder för batterier.

  • Genom att göra kolfibrer elektriskt konduktiva förväntas dessa kunna användas som elektrodmaterial i batterier. Speciellt kan de användas i det nya kolfiberbatterikoncept där fibern beläggs med en tunn polymerelektrolyt, som har utvecklats och patentsökts av Swerea SICOMP.

Vätgaslagring.

  • Ligninbaserade kolfibrer kan processas så att de får mycket stor porvolym. Detta kan utnyttjas för gaslagring. Mycket hög kapacitet för lagring av vätgas har uppnåtts i försök på Innventia.

Multifunktionella tillämpningar

Separator i superkondensatorer.

  • Elektroderna i en superkondensator separeras av ett permeabelt separator-material. En sådan separator måste vara elektriskt isolerande. Genom att använda kolfiber kan troligen en sådan isolator realiseras.

Lastbärande elektroder i superkondensatorer och batterier.

  • Strukturella batterikompositmaterial kan realiseras genom att använda polymerelektolytbelagd kolfiber. Det är också möjligt att använda sådana fibrer i elektroder för strukturella superkondensatormaterial.

Logo Road-map 2014-2025

Kontakta oss

Peter Axegård
08 676 7221
Skicka e-post
Per Tomani
08 676 7281
Skicka e-post