Miniatyriserad kryokylare baserad på grafen

Syfte och mål
APR Technologies AB har en affärsidé i att utveckla en kritisk komponent för kryokylning (miniatyriserad kompressor) helt utan rörliga delar och som drivs med termisk energi.

Grafen är ett lämpligt material för den mest kritiska komponent i pumpkärnan, som på flera nivåer skall kunna säkerställa kompressorns behov av en internt extremt hög termisk ledningsförmåga. Det är kombinationen av mycket hög värmeledningsförmåga och möjligheten till en anpassad permeabilitet för gaser, som gör grafen till en unik materialkandidat.

Kryogeniska kylsystem behövs i en rad olika vetenskapliga, industriella, medicinska och militära utrustningar med syfte att kyla kritiska sensorer eller komponenter. Dagens kylsystem har höga kostnader, låg tillförlitlighet och behöver frekvent underhåll. Detta begränsar användningen av kryogeniskt kylda system och utesluter idag kryosystem inom en rad tillämpningar och marknadsområden.

Kylsystem som är miniatyriserade, tillförlitliga och billigare efterfrågas inom till exempel; IR-detektion, magnetisk detektion för magnetoencephalografi, kardiologi, geofysik och radiosystem för satellitmarkstationer. Förbättringar i kryokyl-tekniken öppnar även nya marknader som idag inte kan acceptera dagens låga tillförlitlighet och höga kostnader, stora underhållsbehov, alstrade vibrationer eller högljuddhet. Exempel på två stora potentiella marknader är mobilradiosystem och magnetfältsdetektorer (SQUID).

Projektet är en fortsättning på tidigare samarbeten mellan APR Technologies AB i Enköping, Chalmers och SHT Smart High-Tech AB i Göteborg. APR Technologies AB leder projektet, definierar kravbilden på materialet och står för idé-, system- och materialutveckling, Chalmers utför materialkarakterisering och SHTs roll är inom materialutveckling. En första fungerande prototyp togs fram i föregående projekt fast tillverkningsmetodiken behöver utvecklas mot bättre yield, stabilitet och prestanda. Huvudmålet med projektet är att uppnå en stabil tillverkningsprocess av kompressorn, ytterligare förbättra grafenmaterialet och ta fram ytterligare systemkomponenter för att efter projektet kunna gå över i en kommersialiseringsfas.

Abstract in english

Purpose and goal

Miniaturized cryo cooling based on graphene
APR Technologies has a business idea in developing a critical component for cryo cooling (miniaturized compressor) without moving parts and powered by thermal energy.

The graph is a suitable material for the most critical component of the pump core, which at several levels will ensure the compressor's need for an internal extremely high thermal conductivity. It is the combination of very high thermal conductivity and the possibility of a customized permeability for gases, which makes the graph of a unique material candidate.

Cryogenic cooling systems are needed in a variety of scientific, industrial, medical and military equipment with the purpose of cooling critical sensors or components. Today's cooling system has high costs, low reliability and frequent maintenance. This limits the use of cryogenic refrigerated systems and currently excludes cryosystems in a range of applications and market areas.

Cooling systems that are miniaturized, reliable and cheaper are demanded in, for example; IR detection, magnetic detection for magnetoencephalography, cardiology, geophysics and radio systems for satellite market stations. Enhancements in the cryochyl technology also open up new markets that today can not accept today's low reliability and high costs, high maintenance needs, vibration or loudness generated. Examples of two major potential markets are mobile radio systems and magnetic field detectors (SQUID).

The project is a continuation of previous collaborations between APR Technologies in Enköping, Chalmers and SHT Smart High-Tech in Gothenburg. APR Technologies leads the project, defines the requirements for the material and stands for ideas, systems and materials development, Chalmers performs material characterization and SHT's role in material development. A first working prototype was developed in the previous project. The solid manufacturing methodology needs to be developed against better yield, stability and performance. The main objective of the project is to achieve a stable manufacturing process of the compressor, further improve the graphical material and develop additional system components in order for the project to pass into a commercialization phase.

Utlysning:
FoI-projekt och Genomförbarhetstudier (2) 2017

Projektpartners: APR Technologies, Chalmers och SHT Smart High-Tech

Projektledare: Peter Nilsson, APR Technologies

E-mail: peter.nilsson@aprtec.com

Bidrag: 2 207 250 kr

Projektets löptid: nov 2017 - okt 2019

Relaterade styrkeområden:

Med stöd från: