Bilar tillverkade av träd från de svenska skogarna? Nej, det är faktiskt inget skämt. Svenska forskare har presenterat en första modellbil där delar av karossen tillverkats av kolfiber baserad på barrvedslignin och där lignin använts som elektrodmaterial till batteriet.
Bakom modellbilen ligger en grupp forskare från KTH samt de svenska forskningsinstituten Innventia och Swerea Sicomp.
Bilen som tillverkats i liten pilotskala är ett stort steg på vägen för att förverkliga visionen om nya lättviktsmaterial från skogen som en del av den framtida så kallade bioekonomin.
Att man valt att använda just kolfiberkompositer beror på att de är lätta, starka och har många användningsområden. Efterfrågan begränsas idag huvudsakligen av den höga kostnaden något som gör att traditionell kolfiber främst används i produkter där prestanda och prestige är viktigare än prislappen.
Lignin som är en biprodukt vid pappermassetillverkning kan dock produceras kostnadseffektivt. Det leder till avsevärt ökad tillgång på råvara som dessutom är just biobaserad. Även vanliga bilar och andra vardagsprodukter skulle kunna tillverkas i ligninbaserad kolfiber. Lättare bilar innebär en lägre energiförbrukning samt sätter elbilar i spel. Något som öppnar möjligheter för framtidens fossilfria fordonsflotta.
– Parallellt med den här utvecklingen så pågår intensivt arbete med att utveckla de befintliga tillverkningsmetoderna för kolfiberkompositer. Vi tror på storskalig tillverkning av lättviktsmaterial och därför måste tillverkningsmetoderna för kompositer bli mer kostnadseffektiva. Det finns ingen anledning att tro annat än att dagens fossiloljebaserade kolfibrer kommer att kunna ersättas med ligninkolfibern i dessa tillverkningsprocesser, säger Birgitha Nyström, Forskningsledare för materialteknik på Swerea Sicomp.
Göran Lindbergh, professor i kemiteknik på KTH, berättar att han tillsammans med Innventia i ett tidigare projekt testat lignin som elektrodmaterial i batterier. En av fördelarna med ligninbatterier är att de är miljövänliga eftersom de kan tillverkas av förnybara råvaror.
– Lättheten är ju extra viktig för elbilar då batterierna därmed räcker längre. Ligninbaserad kolfiber är billigare än vanligt kolfiber, lignin är ju en restprodukt från skogen som i bästa fall eldas upp. Batterier med lignin skiljer sig för övrigt inte från vanliga batterier, säger Göran Lindbergh. Och så småningom skulle forskarna kunna gifta ihop kaross och batterier, tillägger han.
Anders Uhlin, projektledare på Innventia, fortsätter.
– Samarbetet har definitivt varit en framgångsfaktor för utvecklingen. Med kompletterande kunskap om ligninråvara, kompositer och elektrokemi har vi kunnat lägga pusslet från tre olika håll.
De inblandade instituten har presenterat en färdplan för hur svensk ligninbaserad kolfiber ska bli tillgänglig inom en tioårsperiod. Nästa steg enligt forskarna är en processlinje i pilotskala med kontinuerlig produktion. Detta för att kunna identifiera de utmaningar som alltid uppkommer vid uppskalning.
Dessutom behövs större mängder kolfiber för att utvärdera kompositer och kompositdetaljer.
Forskningsarbetet har utförts inom det strategiska innovationsprogrammet Bioinnovation, en gemensam satsning av Vinnova, Formas och Energimyndigheten.
Text: Catharina Olsson-Lindh. Foto: KTH och Peter Larsson.
