Skandynawski startup Graphmatech ogłosił wprowadzenie na rynek nowej gamy innowacyjnych kompozytów polimerowo-grafenowych, AROS Polyamide-Graphene, które mają zrewolucjonizować zastosowania związane z magazynowaniem i transportem wodoru. Firma pozyskała również dotację w wysokości 10 milionów SEK od Szwedzkiej Agencji Energii na wsparcie tego działania, który obiecuje znacznie zmniejszyć wycieki wodoru do atmosfery.
Wodór jest około 11 razy bardziej szkodliwy dla środowiska niż dwutlenek węgla w okresie 100 lat, a zatem wszelkie wycieki z magazynowania i transportu wodoru mogą znacząco przyczynić się do zmian klimatycznych. Co więcej, wycieki wodoru stwarzają znaczne ryzyko finansowe i zagrożenie dla bezpieczeństwa, szczególnie w zamkniętych przestrzeniach, gdzie gaz może się gromadzić i stwarzać ryzyko wybuchu. Graphmatech pojawia się w kluczowym momencie dla gospodarki wodorowej – McKinsey & Company prognozuje znaczny wzrost zapotrzebowania na wodór do 2050 r., co oznacza, że aby zaspokoić popyt, konieczne jest zwiększenie infrastruktury i postęp technologiczny. Unikalna koncentracja firmy na zastosowaniach grafenu, a nie na produkcji surowców, pozycjonuje ją strategicznie w łańcuchu dostaw. Oczekuje się, że do 2027 r. rozwiązanie Graphmatech zostanie wdrożone w około 1000 lekkich pojazdach użytkowych i 500 ciężkich pojazdach użytkowych. Prognozy na rok 2032 są jeszcze bardziej ambitne, z przewidywanym wdrożeniem w 750 000 lekkich pojazdów użytkowych i 250 000 ciężkich pojazdów użytkowych. To znaczące przyjęcie może potencjalnie prowadzić do znacznego zmniejszenia emisji CO2, szacowanego na 50 500 ton rocznie do 2027 roku i imponujące 450 000 ton rocznie do 2032 roku.
Nowa gama kompozytów polimerowo-grafenowych firmy Graphmatech łączy gatunki poliamidu z grafenem, skutecznie blokując ucieczkę wodoru, jednocześnie wzmacniając tworzywo sztuczne. Materiał ten szczególnie dobrze nadaje się do kompozytowych zbiorników ciśnieniowych typu IV (CPV).
Unikalnie zaprojektowany proces produkcji Graphmatech do łączenia poliamidu i grafenu rozwiązuje główny problem, który od dawna nurtuje naukowców: jak zapobiec zbrylaniu się cząstek grafenu (aglomeracji) podczas zwiększania skali. Problem zlepiania się cząstek grafenu ograniczał wcześniej jego wykorzystanie w zastosowaniach przemysłowych. Innowacyjne kompozyty poliamidowo-grafenowe AROS firmy Graphmatech zapobiegają aglomeracji grafenu, zapewniając niezrównany wzrost wydajności w porównaniu z istniejącymi rozwiązaniami komercyjnymi. Przełom ten zwiększa konkurencyjność poliamidu w stosunku do metalu w ogniwach CPV typu IV, poprawiając zarówno bezpieczeństwo, jak i elastyczność projektowania. Rezultatem jest większa swoboda projektowania, umożliwiająca tworzenie cieńszych i bardziej wydajnych konstrukcji. Kompozyty poliamidowo-grafenowe AROS mogą być również wykorzystywane jako zamiennik istniejących rozwiązań, umożliwiając znacznie niższe przenikanie wodoru, zwiększając marginesy bezpieczeństwa i zmniejszając ślad CO₂ w ostatecznej konstrukcji zbiornika ciśnieniowego.
Kompozyty poliamidowo-grafenowe AROS obejmują zarówno gotowe do użycia związki, jak i skoncentrowane koncentraty (mieszanki dodatków). Gama kompozytów AROS Poliamid-Grafen obejmuje kompozyty AROS Poliamid-6 (PA6) Grafen i AROS Poliamid-11 (PA11) Grafen, które charakteryzują się następującymi właściwościami:
Grafen AROS Polyamide-6
– Zmniejszony wyciek wodoru nawet o 83% w porównaniu z tradycyjnymi rozwiązaniami komercyjnymi
– Zwiększona wytrzymałość nawet o 98% i wytrzymałość na rozciąganie o 38% w porównaniu z rozwiązaniami komercyjnymi
– Może być kształtowany w puste formy przy użyciu przemysłowych technik rozdmuchiwania, przy jednoczesnym zachowaniu integralności strukturalnej podczas procesu produkcyjnego
AROS Poliamid-11 Grafen
Dzięki niewielkiej ilości (4% wagowo) grafenu AROS Polyamide-11 można osiągnąć:
– Zmniejszona przepuszczalność wodoru w stosunku do komercyjnego wzorca PA11 o 68%
– Zwiększona o 160% zdolność do wydłużania przed pęknięciem
– 12-procentowy wzrost odporności materiału na uderzenia w temperaturze pokojowej
Wprowadzenie na rynek kompozytów poliamidowo-grafenowych AROS zbiega się w czasie z uzyskaniem przez Graphmatech grantu w wysokości 10 milionów SEK od Szwedzkiej Agencji Energii. Dotacja wesprze rozwój i wdrożenie najnowocześniejszej modułowej mobilnej linii do wytłaczania w skali pilotażowej materiałów polimerowo-grafenowych Graphmatech dostosowanych do zastosowań wodorowych. Pozwoli to firmie na opracowanie, przetestowanie, zademonstrowanie i certyfikację zbiorników ciśnieniowych typu IV do przechowywania wodoru i rur do transportu wodoru.
Projekt ten ma na celu weryfikację innowacyjnej i modułowej linii do wytłaczania w skali pilotażowej w pełnych warunkach operacyjnych, zademonstrowanie funkcjonalności kompozytów poliamid-11-grafen na bazie polimerów biologicznych w CPV typu IV oraz zbadanie możliwości recyklingu CPV typu IV opartych na kompozytach polimerowo-grafenowych. Dotacja podkreśla potencjał technologii Graphmatech, która może znacząco przyczynić się do bardziej zrównoważonej przyszłości i przyspieszyć przejście na gospodarkę opartą na wodorze.
– Gama kompozytów poliamidowo-grafenowych AROS jest przykładem naszego zaangażowania w przesuwanie granic zrównoważonych innowacji. Wprowadzając do tradycyjnych materiałów „cudowne” właściwości grafenu, umożliwiamy nową erę bezpieczniejszej, bardziej wydajnej infrastruktury wodorowej, która może znacznie zmniejszyć emisje CO2 w globalnej skali – komentuje dr Mamoun Taher, założyciel i CTO Graphmatech.
– Jako startup zajmujący się zaawansowanymi technologiami dla klimatu, nie tylko rozwiązaliśmy wyzwanie komercjalizacji grafenu, ale także wyeliminowaliśmy ryzyko związane z jego przemysłowym zastosowaniem. Dzięki kompozytom poliamidowo-grafenowym AROS i wsparciu Szwedzkiej Agencji Energetycznej zapewniamy wielu sektorom narzędzia, które pozwolą im przygotować się na przyszłość, zwiększyć produktywność i dążyć do prawdziwego zrównoważonego rozwoju – dodaje CTO.
Źródło: Graphmatech