Grafenbaserade självsmörjande nötningsbeständiga kompositer för lager i vattenkraft

Syfte och mål

Marknaden för vattenkraft förväntas att växa globalt från 2016 och framåt. En ökad efterfrågan på förnyelsebar energi tillsammans med striktare miljökrav förväntas väsentligt driva expansionen av vattenkraft. Den övergripande marknaden för vattenkraftsturbiner förväntas vara över 190 miljarder USD år 2023. Vattenkraften tillgodoser den stabilitet och kontinuitet vilket andra förnyelsebara energikällor inte kan. Ökad utbyggnad av andra förnyelsebara energikällor som vind och sol medför att vattenkraftsturbiner används mer under ofördelaktiga arbetsförhållanden på grund av ökad reglering samt fler start och stopp.

Samtidigt så skärps de miljömässiga kraven för vattenkraft och det finns en trend att gå från olje-och fettsmorda lager till miljöanpassade smörjmedel och självsmörjande lagermaterial för att undvika miljöpåverkan till följd av smörjmedelsläckage.

Livslängdskraven på de självsmörjande lagermaterialen och miljöanpassade smörjmedlen är väldigt höga. I dagsläget medför de tuffa arbetsförhållandena till följd av utbyggnaden av andra förnyelsebara energikällor att dessa lager havererar långt innan de når tilltänkt livslängd. För att kunna tillgodose att svensk vattenkraftsindustri fortsätter vara konkurrenskraftig så behövs nya och bättre självsmörjande lagermaterial som kan användas tillsammans med vatten eller andra miljöanpassade smörjmedel.

Grafen har extraordinära mekaniska och smörjande egenskaper vilka kan nyttjas när grafen används som förstärkning av det självsmörjande lagermaterialet.

Det huvudsakliga målet för detta projekt är därför att utveckla nya nötningsbeständiga och högpresterande självsmörjande polymera kompositer som kan användas som lager tillsammans med vatten och andra typer av miljövänliga smörjmedel.

Abstract in english

Graphene based self-lubricating composites for hydropower bearings in extreme condition

The market for hydropower is expected to grow globally from 2016 onwards. Increased demand for renewable energy, together with stricter environmental requirements, is expected to significantly push the expansion of hydroelectric power. The overall market for hydropower turbines is expected to exceed USD 190 billion in 2023. Hydroelectricity supplies stability and continuity, which other renewable energy sources can not. Increased expansion of other renewable energy sources, such as wind and sun, means that hydropower turbines are used more under unfavorable working conditions due to increased regulation and more start and stop. At the same time, the environmental requirements for hydropower are tightened and there is a trend to move from oil and greasy lubricants to environmentally-friendly lubricants and self-lubricating materials to avoid environmental impact due to lubricant leakage.

The longevity requirements for self-lubricating materials and environmentally friendly lubricants are very high. At the present time, the tough working conditions result from the expansion of other renewable energy sources that these layers fall far before they reach their intended service life. In order to satisfy the Swedish hydropower industry continues to be competitive, new and better self-lubricating storage materials are needed that can be used with water or other environmentally-friendly lubricants. Graphene has extraordinary mechanical and lubricating properties that can be used when the graphene is used as reinforcement of the self-lubricating layer material.

The main objective of this project is therefore to develop new abrasion resistant and high performance self-lubricating polymer composites that can be used as layers together with water and other types of environmentally friendly lubricants.

Utlysning:
FoI-projekt och Genomförbarhetstudier (2) 2017

Projektpartners: Vattenfall (Älvkarlebylaboratoriet)

Relaterade styrkeområden:

Med stöd från: