Forskare: Ny ytbeläggning kan ge billigare bränsleceller

Miljöteknik På Högskolan Väst jobbar forskare med en ny teknik som ska ge miljövänligare bilar och jetflygplan samt billigare bränsleceller.

Forskare: Ny ytbeläggning kan ge billigare bränsleceller
Foto: Adobe Stock

På Högskolan Väst har man i 30 år forskat inom termisk sprutning. Under flera år var forskningsarbetet fokuserat på gasturbiner i flygmotorer. Men i dag arbetar ett tiotal forskare med nya material och tekniker.

Någonting är fel

Du är inloggad som prenumerant hos förlaget Pauser Media, men nånting är fel. På din profilsida ser du vilka av våra produkter som du har tillgång till. Skulle uppgifterna inte stämma på din profilsida – vänligen kontakta vår kundtjänst.
Miljö & Utveckling premium

Läs vidare – starta din prenumeration

  • Magasinet Miljö & Utveckling - 6 nummer per år
  • Full tillgång till allt digitalt material
Redan prenumerant?

Fakta

Termisk sprutning

Termisk sprutning handlar om att spruta ett nytt ytskikt på komponenter så att de får bättre egenskaper och blir mer hållbara. Tekniken används vid nyproduktion, reparation och underhåll.

Det fungerar ungefär som att sprutmåla, fast man använder ett upphettat material i pulverform som i hög hastighet skjuts på den yta man vill klä in. När det landar på ytan deformeras pulverpartiklarna och smetas ut som en tunn pannkaka som sedan stelnar.
Man kan spruta flera lager ”pannkakor” och bygger då steg för steg upp en ny starkare yta.

Vanliga material är metall, metallegeringar, kompositer, keramer och polymerer. Det pulveriserade materialet kan även blandas med en vätska och användas för så kallad suspensionssprutning.

– Suspensionssprutning skapar helt nya möjligheter och fördelar. Genom att spruta på en blandning av exempelvis nanomaterial och vatten eller alkohol kan man designa ytskikt med unika egenskaper. Det går att skapa mikrostrukturer som är porösa eller täta beroende på vilken funktion beläggningen ska ha, säger Nicolaie Markocsan, professor i produktionsteknik, och en av dem som forskar om suspensionssprutning för bland annat bränsleceller.

Billigare bränsleceller

Att tillverka bränsleceller av typen Solid Oxid Fuel Cells (SOFC) med suspensionssprutning är billigare och dessutom enklare att anpassa till storskalig produktion, än med de tekniker som oftast används i dag. Man kan också använda bränsle av lägre kvalitet, vilket gör att det blir billigare att använda dessa bränsleceller.

– Eftersom dagens bränsleceller för bilar är relativt dyra att producera kan den här tekniken öppna nya möjligheter för klimatsmarta bränsleceller i framtidens bilar. Andra intressanta applikationer är bränsleceller för mobila kraftverk och uppvärmningssystem för hus, menar Nicolaie Markocsan.

Dieselmotorer med lägre bränsleförbrukning

Det går också att använda termisk sprutning på traditionella dieselmotorer i fordon.

Fakta

Andra användningsområden för termisk sprutning

Komponenter som ofta utsätts för isbildning kan beläggas med vattenavvisande skikt som gör att vattnet inte stannar kvar på ytan och bildar is. Det kan vara användbart inom flygindustrin, offshoreindustrin och vindenergibranschen.

Implantat kan förses med nya ytskikt som gör att kroppen lättare accepterar en titanskruv, en höftkula av metall eller andra material som är främmande för människokroppen.

Vattentankar som beläggs med ett fotokatalytiskt ytskikt kan rena förorenat vatten. Något som kan vara användbart i områden med brist på färskvatten.

Genom att ytbelägga delar av motorn får den högre verkningsgrad och på så vis lägre bränsleförbrukning.

– Det kan också vara intressant att lägga skyddande beläggningar i förbränningsmotorer för att de ska klara de nya fossilfria bränslen som kommer ut på marknaden. Den typen av bränslen kan slita mer på motordelarna, säger Nicolaie Markocsan, som just nu driver ett forskningsprojekt om detta med Scania, Volvo Personvagnar och Volvo Lastvagnar.

Koldioxidsnåla flygplan

Tekniken går också att använda på flygplan. För att gasturbinerna i flygmotorer ska klara höga temperaturer kan man spruta ett skyddande ytskikt av exempelvis värmeisolerande keramiska material på de utsatta komponenterna. Det gör att bränslet förbränns effektivare och gasturbinerna ger lägre koldioxidutsläpp.

– Det finns oändligt många sätt att förbättra produkter och öka deras livslängd genom att addera ett ytskikt med hjälp av termisk sprutning. Med olika material och metoder kan man designa nya egenskaper för att få en specifik funktion, säger Nicolaie Markocsan.

Likaså har termisk sprutning visat sig vara fördelaktigt på bromsskivor. I dag tillverkas bromsskivor av stålmaterial som lätt blir slitna – väljer man istället ett lättare och tunnare material och sedan ytbelägger skivorna, så kan de bli starkare och mer hållbara över tid.

Vårt nyhetsbrev

De viktigaste nyheterna direkt i mejlen. Helt kostnadsfritt!
Skickar begäran
Jag godkänner att Miljö & Utveckling sparar mina uppgifter
Miljö & Utveckling

Miljö & Utveckling Premium

Full tillgång till allt digitalt material.