En av egenskaperna hos grafen är att materialet leder värme betydligt bättre än koppar men tillverkningskostnaden har hittills satt stopp för en storskalig användning. Chalmersavknoppningen Tenutec håller på att kommersialisera en billig och miljövänlig tillverkningsmetod som kan ändra på det.
– Vi utgår från ren grafit och behöver inte ha så mycket energi för att behandla det och inga farliga kemikalier. Då får vi ett väldigt miljövänligt och högkvalitativt grafen i slutändan, säger Sebastian Ringqvist som är vd och den som driver bolaget.
Tillverkningsprocessen är utvecklad på institutionen för tillämpad kemi på Chalmers av professor Ergang Wang och Ulises Méndez Romero som en del av den senares doktorandstudier.
– Värmeledning är ett tydligt användningsområde och ser man på elektroniken finns det väldigt mycket värmeproblem så det är ett naturligt område att gå in i.
Sebastian Ringqvist kom i kontakt med professorn och Ulises för ungefär ett och ett halvt år sedan under sina studier på Chalmers entreprenörsskola.
– Jag tog min examen från mastersprogrammet nu i juni, och efter sommaren har vi skalat upp på heltid med bolaget. Nu drar vi igång på riktigt. Vi har ett forskningsprojekt där vi vidareutvecklar metoden för att verifiera skalbarheten samt utveckla en grafenfilm.
I våras gav processen 0,2 gram grafen per batch vilken tog två timmar. Nu ligger det på 20 gram per batch med en energiåtgång på 25 Wh per gram.
20 gram kan låta väldigt lite men beroende på hur tjock film man vill ha går det åt mellan 50 och 100 mg grafen till 10 cm2.
– Tillverkningskostnaden är väldigt låg, den ligger under ett par hundra kronor grammet för grafenet.
Forskningen har fått stöd via Wallenberg Launch Pad och projektet hamnade på årets IVA-
100 lista som belyser intressanta forskningsprojekt på temat ”Teknik i mänsklighetens tjänst”.
I oktober vann företaget Vinnovaprogrammet SIO Grafens innovationstävling.
– Det har gett oss lite medel till affärsutveckling, att bygga varumärket, expandera teamet och gör det möjligt att fortsätta att prata med kunder och utveckla produkten, säger Sebastian Ringqvist.
Grafenet kan utvecklas till en film men även användas för att öka värmeledningen i kylpasta och lim. Beroende på tillämpning och krav används ett lim eller pasta som sedan kombineras med en film eller annan typ av kylanordning.
– När vi pratar med fordonsindustrin pekar de ut värmelimmet som en flaskhals i kylsystemet.
Företaget utvecklar därför ett grafen som ska integreras i värmelimmet som används mellan batteriet och kylplattan.
– Vi vill testa hur vårt grafen kan integreras för att öka värmeledningsförmågan och ska försöka verifiera konceptet under hösten. Vidare vill vi undersöka kylpasta, det skulle potentiellt vara enklare att integrera grafenet i den men även möjligt att utveckla en egen.
Tenutec håller också på att ta fram en grafenfilm med målet att ha en prototyp klar i början av nästa år för att sedan etablera ett samarbete men någon industriaktör i slutet av våren.
– Vårt mål är att filmen ska ha tre gånger så hög ledningsförmåga som koppar till en femtedel av vikten.
Teoretiskt är ledningsförmågan för grafen 5 000 Wm/k i x- och y-planet men betydligt lägre i z-planet.
– Där håller vi på att kika på hur man ska göra för att få ledning i den riktningen också. Det är komplext men inte omöjligt.
Även i lim och pasta är ledningsförmågan beroende på hur grafenflingorna lägger sig när de blandas in. Framförallt gäller det att undvika klumpbildning för att få samma ledningsförmåga i alla riktningar.
– Det som är så intressant är att det krävs en väldigt liten mängd grafen för att öka värmeledningsförmågan ganska substantiellt i lim eller exempelvis pasta, säger Sebastian Ringqvist.
 Artikeln är tidigare publicerad i magasinet Elektroniktidningen.Prenumerera kostnadsfritt! |
Idag har företaget prototyper på filmen på 10 cm2. Att man inte gör större ark handlar om att man vill hålla ner materialåtgången under utvecklingsarbetet. I labbet finns dock utrustning för att göra ark på 800 cm2. På sikt är tanken att överföra tekniken till en rulle-till-rulle-process.
– Som det ser ut nu tänker vi producera råmaterialet, grafenet, själva, men att göra filmen krävs en större typ av produktionsanläggning. Det är mycket möjligt att vi licensierar och det sköts på annat ställe, en sån anläggning är ett lite större projekt.