Ta del av allt innehåll på Aktuell Hållbarhet
Starta din prenumeration

Prenumerera

Tisdag14.07.2020

Kontakt

Annonsera

Meny

Starta din prenumeration

Prenumerera

Sök

Klimat

Aerogel från Sverige kan isolera världen

Publicerad: 3 Januari 2011, 06:17

Sand in – värdefulla produkter ut, låter som en väldigt bra affärsidé. Inte nog med att aerogel är ett utmärkt isoleringsmaterial, den är absolut ofarlig och miljövänlig, som en sandstrand ungefär.


Ett företag i gävletrakten, Svenska Aerogel AB, har gjort ringar på vattnet i media på det senaste. De kunde officiellt visa serieproduktion i prototypform av materialet aerogel, ett mycket lätt och poröst material som spås kunna revolutionerna ett flertal områden inom industrin:

> Molekylär filtrering av gaser och vätskor
> Isoleringsmaterial
> Absorption av oljor och fetter
> Produkter med låg vikt
> Färg och bläck
> Betong och spackel
> Gips
> Katalytisk bärare
> Kosmetika
> Medicin

Du känner säkert till kiselgel, eller kiselgur, de där små gruskornen som finns i små påsar inuti förpackningen till alla optiska apparater och fungerar som torkmedel. Krossar man en ett sådant korn finner man att det i stort sett är ihåligt som en svamp inuti. Det är den stora inre ytan som gör att kornet kan ta upp så mycket fuktighet.

Aerogel är som en supervariant av samma sak, med betydligt mindre kiseldioxid och betydligt mera hål. Ett gram aerogel av svensk tillverkning kan ha en inre yta på uppåt 500 kvadratmeter. Tänk dig det, en hel tennisplan inuti en liten pellet!

Vad är aerogel?

Aerogeler är material med mycket låg densitet och hög porositet. Bara mellan en och femton procent av volymen består av ett fast material medan resten är fylld av den omgivande gasen eller är vakuum.

Aerogel uppfanns redan 1931 av Steven Kistler och traditionellt har tillverkningen skötts i laboratorium och gått till så att man bakat ihop en pasta av något basämne (kiseldioxid, kol, plast) och ett lösningsmedel, varefter lösningsmedlet fått avdunsta på så sätt att inga kapillärkrafter bildas, eftersom dessa annars skulle få materialet att sjunka ihop till en klump. Istället blir den uppblåsta svampstrukturen kvar. Detta brukar göras under väldigt höga temperaturer mm vilket gör slutprodukten extremt dyr.

Priser mellan 10.000-100.000 kronor kilot är inget ovanligt, även om geler på nedåt 600-800 kronor per kilo existerar. De höga priserna är dock inget problem för de nuvarande användarna, rymdindustrin och kärnforskningen.

Svenska Aerogels material är alldeles vitt och inte halvgenomskinligt grått som NASAs material. Det är inte ett fel utan en följd av produktionsmetoden, som vi tyvärr inte kan gå in närmare på. Materialet är (vår gissning) sammansatt av små mikrokorn av kiseldioxid i mikrometer- eller nanometerstorlek, som på något hemligt sätt sintrats samman. Därför blir materialet vitt, av samma anledning som en sandstrand är vit, men har samma fysikaliska egenskaper som NASAs ”frusna rök”.

Svenska Aerogel kan också ändra olika parametrar i materialet, som densitet, porositet (i mikro- eller nanometerområdet eller både och) och inre yta (hur skrynkliga kornen är: en tennisplan eller bara en halv?) och dessutom lägga till olika dopningsmedel, vilket ger det helt nya egenskaper.

Så fantastiskt lätt är det inte heller, utan densiteten ligger kring 0,2-0,4 t/m3, vilket gör det till världens lättaste fasta material, men det är något tyngre än till exempel glasull. Men K-värdet är fantastiskt mycket bättre. Materialet behåller sina egenskaper vid temperaturer uppemot 600 grader och kan givetvis inte antändas eller brinna. Det är därmed intressant för högtemperaturtillämpningar som att isolera ugnar etc.

Materialet är tämligen sprött och är inte avsett för belastning. Det är något starkare än klassisk aerogel, men inte mycket. Det tål inte att man klämmer på det med handkraft.

Ämnet fås antingen som pellets eller pulver eller i vått tillstånd. Det våta ämnet har god fästförmåga och kan fästas på andra material ungefär som lim, eller blandas med andra material, som gips.

Hur produktionen går till får vi av naturliga skäl inte reda på, även om materialet som sådant är patenterat. Av de officiella bilderna kan man sluta sig till att det hela sker vid rumstemperatur och är vått, och det kan också företagets representant bekräfta. Klassisk aerogel tillverkas i autoklav vid flera hundra graders temperatur och under inverkan av farliga lösningsmedel (aceton mm) medan Svenska Aerogel arbetar i rumstemperatur och atmosfärstryck och med vanliga, ofarliga handelskemikalier, som inte är bristvaror. Eftersom processteknikerna på bilderna inte bar ansiktsmask och kunde kladda i materialet med fingrarna torde vatten vara en viktig processkemikalie.

Gamla och nya tillämpningar

Den betydligt enklare tillverkningen gör att priset blir lägre, kanske bara en tiondel av laboratoriepriset. Detta faktum öppnar dörren till en helt ny värld av tillämpningar, både sådana som man utan större ansträngning kan föreställa sig, och en hel del som man inte kunnat föreställa sig.

Marknaden för isoleringsmaterial kommer att förändras i grunden av denna uppfinning. Rymdindustrin är givetvis en stor förbrukare. Inte nog med att marsbilarnas elektroniklåda är isolerad med aerogel för att batterierna ska kunna hålla sig varma under den minus-hundragradiga natten på Mars, utan även för att Rymdfärjan inte ska brinna upp på vägen ned genom atmosfären.

Den effektivaste kilowattimmen är givetvis den som inte behöver produceras. Byggindustrin är synnerligen intressant som kund om aerogel kan fås till konkurrenskraftiga priser. Normalt är isolationsförmågan ungefär dubbel mot glasull och Paroc, som tillverkar stenull, är en samarbetspart inom detta område.

Aerogel är inte bättre än andra isolationsmaterial vad gäller absorption av fukt. En väggplatta av aerogel kommer att anta samma fuktighet som luften runt omkring, och eftersom vatten inte är någon bra isolator i jämförelse med luft, försämras givetvis isoleringsförmågan av detta. Fukten påverkar dock inte aerogelen fysiskt, den spricker inte, eller dylikt. Fuktens inverkan kan emellertid undvikas om att materialet läggs in i så kallade VIP-skivor (Vacuum Insulated Panel), alltså hermetiskt förslutna skivor med vakuum, eller åtminstone 0,2 atmosfärers tryck i. VIP-paneler med aerogel kan få ett lambdavärde på bara 4 mot glasull som håller 36, en faktor 9 gånger bättre isolationsförmåga. Men VIP-panelen är en extremprodukt (men inte alls okänd: www.ivisnet.org). Ett intressant användningsområde är att transportera mediciner i nedkyld form från Europa till Afrika utan kylmaskin.

Mjuk betong: Höghållfasthetsbetong har en tendens att spricka, men den kan mjukas upp med aerogel. En av Europas större leverantörer av specialbetong är intresserade av denna tillämpning.

Materialet kan fås att antingen absorbera eller stöta av vätska. Det behöver alltså inte alls vara fuktabsorberande utan man kan styra det till att exempelvis enbart absorbera olja (tänk Mexikanska Golfen) och sedan sjunka till botten, eller lägga sig i klumpar på ytan. Storskaliga prover har dock ännu inte gjorts.

Andra produkter som kan förbättras betydligt är olika färger och ytskikt, exempelvis bottenfärg för båtar, men vari förbättringen ligger vill man för närvarande inte avslöja. Svenska Ecomarine är en tillverkare av bottenfärger för fartyg, som visat intresse.

EU driver frågan om Indoor Air Quality starkt. Att bara ventilera bostäder med dålig uteluft ger inte bättre luftkvalitet. EU kommer att komma med gränsvärden för formaldehyd mm i inandningsluften. Radon är ett annat ämne som skulle kunna fångas.

Inte gips, utan aerogel som kan blandas i gips.

Gips är bara ett dumt, stumt, dött material, men genom att bland aerogel i till exempel gipsplattor kan dessa bli ”intelligenta”. Återigen tiger företagets grundare om vad intelligensen innebär, men vi får hoppas att det inte innebär att de blir allt för intelligenta och anfaller på nätterna. Lafarge är värdens största leverantör av cement och tredje största på gipsskivor. De är intresserade inom gipsområdet.

Pappersindustrin kan ersätta leran i papperet med aerogel och därmed höja sin effektvitet och förändra papperets egenskaper. Effektivitetsförbättringar är det främsta skälet, men undertecknad kan se en fördel med att papperet blir lättare, vilket kan betyda mycket på transportsidan.

Ljudisolering är ett intressant ämne som Svenska Aerogel håller på att titta på. Akustikplattor utförs i dagsläget med glasull av något slag, bakom en vacker yta, och avsikten är att ljudvågorna ska spridas ut och förloras inne bland glasfibrerna, snarare än att studsa tillbaka in i rummet. Det bör aerogelen kunna klara av minst lika bra. Givetvis duger aerogel lika lite som glasull till att isolera mot stomljud, alltså låga frekvenser, eftersom detta bara kan åstadkommas med stor massa (sand), något som aerogelen per definition inte har.

Tankesmedjan

– Hur kom ni på det? frågar vi företagets VD Anders Lundström.

– Tanken var från början att ta fram ett bra filtreringsmaterial för molekylär filtrering. Det finns två typer av filtrering, dels partikelfiltrering, a la kaffefilter, eller hydraulikfilter där metallpartiklar fastnar, dels molekylärfiltrering där föroreningar (exempelvis formaldehyd) fångas upp av fångstkemikalier i gelen som bildar kemiska korn. Arbetet startade 1997 med att en person från filtreringsbranschen uttryckte sitt intresse för detta. Han pratade med ”vår” professor Crister Sjöström och menade att aerogel skulle var fantastiskt bra för gasfiltrering. Den färdiga produkt vi har på det området just nu kan fånga svaveldioxid, men den behöver breddas till att fånga alla svavelföreningar. Vi tittar även på detta för vätska.

Återvinning

Det är viktigt för Svenska Aerogel att materialet ska vara återanvändningsbart. Gasfiltermaterial kan direkt användas som isoleringsmaterial eller fyllmedel i betong. Aerogel med fångstkemikalier skulle kunna befrias från sina kemikalier och ges nya och få nya egenskaper.

Företaget är medlem Cleantech Inn Sweden och räknas som ett extremt miljöföretag.

Har man inte lust att återanvända materialet behöver man inte göra något alls. Kisel förekommer överallt i naturen. Här får man alltså reservera sig för fångstkemikalierna och de uppfångade ämnena, som måste avlägsnas först, innan aerogelen kan återanvändas som, tja, sandstränder.

Läs mer

Svenska Aerogel AB: www.aerogel.se
SVT Gävleborg: http://svt.se/2.126217/1.2175874/teknikforetag_har_lyckats_anpassa_aerogel
Teknik360: http://teknik360.idg.se/2.8229/1.343397/aerogel-arets-cleantech-foretag
Svenska Aerogel utsågs till Cleantech Company of the Year 2010 vid Stockholm Cleantech Venture Day: www.stockholmcleantechventureday.com
Cleantech Inn Sweden: http://cleantechinn.se

Jörgen Städje

Dela artikeln:


Håll dig uppdaterad med vårt nyhetsbrev

Genom att skicka in mina uppgifter godkänner jag Bonnier Business Media AB:s (BBM) allmänna villkor. Jag har även tagit del av BBM:s personuppgiftspolicy.