Karbonium

Målet er å utvikle en kontinuerlig karbonstruktur som kan forene lav vekt, høy styrke og interessante elektriske og termiske egenskaper.

Grafén og karbonnanorør har svært sterke bindinger på atomnivå, men det er krevende å overføre disse egenskapene til et stort, sammenhengende materiale. Svake overganger, tilfeldig orientering, urenheter og begrenset lengde kan redusere ytelsen.

Karbonium-konseptet undersøker hvordan karbonnanorør kan dyrkes kontrollert og kobles sammen med grafénstrukturer. Tanken er at grafén kan bidra til å binde eller forankre nanorørene og forbedre lastoverføringen gjennom materialet. Det ferdige materialet kan samles, trekkes, spinnes eller flettes til en tråd eller fiber.

Produksjonskonseptet bygger på en flertrinns PECVD-prosess — plasma enhanced chemical vapour deposition. I en slik prosess brukes plasma, temperatur, gasser, katalysatorer og kontrollerte trykkforhold til å dyrke karbonstrukturer på et substrat. Den planlagte YMIR-reaktoren kan bestå av flere arbeidsstasjoner for rengjøring av substratet, påføring av katalysator, materialvekst, inspeksjon, høsting og eventuell spinning eller etterbehandling.

AI er planlagt brukt til å analysere og regulere prosessparametere som temperatur, gassblanding, trykk, plasmanivå, veksthastighet og materialkvalitet. Målet er en prosess som kan lære av hvert produksjonsløp og gradvis bli mer stabil og repeterbar.

Dersom materialet kan produseres med forutsigbar kvalitet og i tilstrekkelig skala, kan det få anvendelser innen lette og sterke komposittmaterialer, elektrisk ledende fibre og komponenter, batterier, elektroder og energilagring, sensorer og fleksibel elektronikk, termisk styring, hydrogenrelaterte materialer, medisinsk teknologi samt luftfart og romfart. Dette er mulige anvendelsesområder, ikke dokumenterte produktegenskaper. Hver anvendelse vil kreve egne materialtester, sikkerhetsvurderinger og produksjonsprosesser.

Det tekniske utviklingsarbeidet er beskrevet i den europeiske patentpublikasjonen EP4108632A1 og den internasjonale publikasjonen WO2022268980A1. Dokumentene beskriver et apparat og en prosess for produksjon av karbonnanorør, grafén og kombinasjoner av disse, inkludert høsting og spinning til tråd. Publikasjonene er knyttet til AIDA AS og oppgir Marius A. Jakobsen, Vitaliy Datsyuk og Michael Liehr som oppfinnere. De omtales som publisert patentdokumentasjon og ikke som et aktivt, innvilget patent.