Grafenbaserade ytskydd med bättre ledningsförmåga (avslutat)

Syfte och mål

Projektet ska ta fram ett nytt ytskikt och en tillhörande process. Med hjälp av grafen är förhoppningen att kunna nå en avsevärt högre ledningsförmåga samt både bättre korrosionsskydd och friktionsegenskaper. Provexa och Chalmers Industriteknik har genomfört initiala studier i en egenfinansierad förstudie och fått fram lovande preliminära resultat.

Ytskyddet kommer att kunna användas av alla typer av kundgrupper som Provexa har idag. Vi ser att det framförallt kommer att kunna användas för fästelement i elfordon, där ett bra ledande ytskydd saknas idag. Den globala färg- och beläggningsindustrin värderades 2017 till 128 miljarder euro, varav 15% inom bilbranschen (cirka 20 miljarder euro).

Det grafenbaserade ytskyddet kommer att utvecklas i flera olika omgångar och kommer att utvärderas genom olika tester. Målet är att få en reproducerbar beläggning och skalbar process, som visar att ledningsförmåga, friktions- och korrosionsegenskaper kan optimeras samtidigt.

Resultat

Projektmålen har uppnåtts.

  • En grafenbaserad ytbeläggning har utvecklats som både ger ökad ledningsförmåga, bra korrossionskydd och goda friktionsegenskaper för mekaniska fästelement. Den grafenbaserade ytbeläggningsprodukten har fått namnet PLUTO.
  • Ett flertal tester har utförts med varierande grafen-koncentrationer i elektrolytiska bad, med optimering av olika depositionsparametrar såsom temperatur, strömtäthet och tid som påverkar ledningsförmåga samt korrossions- och friktionsegenskaper.
  • Den största utmaningen i projektet var att optimera samtliga egenskaper parallellt. För att övervaka av grafenets egenskaper (partikelstorlek och koncentration med mera) i det elektrolytiska badet, genomfördes först ett test av en lovande metod. Denna metod kommer att vidareutvecklas i framtida projekt. Merparten av genomförda tester har gjorts på stålsubstrat. Ytterligare optimering kommer att krävas på andra material såsom aluminium, rostfritt stål och i andra tillämpningar.
  • Provexa har beslutat att slutföra patentansökan internationellt och lokalt i utvalda länder. De patentsökningar som gjorts inom området påvisade inga uppenbara hinder och därmed är möjligheten god för att söka patent på metod och produkt. Sannolikheten för att få ett patent godkänt är därmed god.
  • Parallellt med detta projekt har Provexa själva finansierat och byggt en produktionslinje för sin den nya grafenbaserade ytbehandlingsprodukt PLUTO. Resultatet av projektet kommer att integreras i denna produktionslinje vilket gör att både kvalitet, kapabilitet och produktivitet kommer att förbättras väsentligt i samband med industrialiseringen av PLUTO. Denna produktionslinje startades upp i januari 2019 och leveranser till kunder har redan påbörjats.
Abstract in English

Graphene-based surface layers with improved conductivity
The project will develop a new surface layer and an associated process. By using graphene, the aim is to achieve considerably higher conductivity as well as better corrosion protection and friction properties. The surface protection will be able to be used for fastening elements in electric vehicles, where a good conductive surface protection is lacking today. The graphene-based surface protection will be developed in different rounds and will be evaluated through different tests. The goal is to have a reproducible coating and scalable process, which shows that conductivity, friction and corrosion properties can be optimized simultaneously.

Utlysning:
Samverkansprojekt för kommersiella tillämpningar med grafen – våren 2018

Projektpartners: Provexa och Chalmers Industriteknik

Projektledare: Provexa

E-mail: sophie.charpentier@chalmersindustriteknik.se

Bidrag: 630 000 kr

Projektets löptid: 15 maj 2018 - 15 mars 2019

Relaterade styrkeområden:

Med stöd från: