Hiilinanomateriaalit harvinaisien metallien tilalle

Harvinaisia metalleja löytyy monenlaisista arjen esineistä. Ne ovat monimutkaisia uuttaa, niitä on vaikea kierrättää ja niin harvinaisia, että monista niistä on tullut konfliktimateriaaleja.

Chalmersin teknillisessä yliopistossa tehty tutkimus osoittaa, että on olemassa mahdollisia teknologiapohjaisia ratkaisuja, jotka voivat korvata monet metallit hiilen nanomateriaaleilla kuten grafeenilla.

Tutkimus selvittää 14 erilaisen metallin tärkeimpiä sovelluksia ja tarkastelemalla sekä patentteja että tieteellistä kirjallisuutta on tutkittu mahdollisuuksia korvata ne hiilimateriaaleilla.

Tutkijat Rickard Arvidsson ja Björn Sandén selvittivät, voiko hiilen nanomateriaaleilla kuten grafeenilla, fullereenilla ja hiilinanoputkilla korvata harvinaisia metalleja tärkeimmillä käyttöalueillaan (Taulukko).

He löysivät mahdollisia teknologiapohjaisia ratkaisuja korvaamaan metalleja hiilinanomateriaaleilla kaikille sovelluksille lukuun ottamatta kultaa koruissa. Metallit, joita voimme lähinnä korvata, ovat indium, gallium, beryllium ja hopea.

"Teknologian kehitys on eri vaiheissa eri metallien ja sovellusten osalta, mutta joissakin tapauksissa, kuten indium ja gallium, tulokset ovat hyvin lupaavia", toteaa Arvidsson. Tutkijoiden mukaan työ osoitti, että siirtyminen pois niukkojen metallien käytöstä hiilinanomateriaaleihin on jo toteutumassa.

Samalla he korostavat, että alalla tarvitaan lisää tutkimusta, jotta voidaan käsitellä uusia ongelmia, joita niiden käytöstä voi syntyä. Hiilinanomateriaalit ovat suhteellisen uusi keksintö ja toistaiseksi niiden ympäristövaikutuksista elinkaaren suhteen on hyvin vähän tietoa.