Aluminium skal genbruges i sølvpapir
Ved hjælp af matematiske modeller er forskere og industri i gang med at skræddersy legeringer, som skal øge brugen af genbrugt aluminium.

Aluminium skal være nemmere at genbruge. Norske forskere har taget et skridt i retning mod at putte metallet i alt fra sølvpapir til vinduesrammer. (Foto: Colourbox)

Aluminium skal være nemmere at genbruge. Norske forskere har taget et skridt i retning mod at putte metallet i alt fra sølvpapir til vinduesrammer. (Foto: Colourbox)

Genbrug af aluminium kræver blot fem procent af den energi, som bliver brugt til at fremstille nyt aluminium. Det giver mulighed for at reducere klimagas-udslippet fra fremstillingen med 95 procent.

Men for hver gang, aluminium genvindes, sker der en ophobning af legeringsmetaller som jern, silicium og zink samt sporstoffer som natrium og bly i det genbrugte materiale.

Det har hidtil sat klare grænser for, hvad recirkuleret aluminium kan bruges til – til trods for, at der bliver tilsat en stor andel aluminium med høj renhed for at udtynde koncentrationen af uønskede elementer.

Men nu skal disse grænser flyttes.

»Resultaterne er lovende,« siger Yanjun Li fra forskningsorganisationen Sintef.

Han er leder af et projekt, som skal udvikle produktionstekniske 'opskrifter', som skal få aluminiumskrot til at genopstå i form af hverdagsprodukter i høj kvalitet; det gælder alt fra sølvpapir til vinduesrammer.

Genbrugt aluminium kræver nye veje til markedet

Recirkuleret aluminium er indtil videre hovedsageligt blevet brugt i støbte produkter. Det kan være alt fra fælge til motorblokke til biler.

Men om kun få år vil støberimarkedet formentligt være for lille til at udnytte de hurtigt stigende mængder af recirkuleret aluminium, som kommer ind i materialestrømmen.

Hvis verden skal gøre brug af den øgende tilgang af recirkuleret aluminium, skal der åbnes nye veje til markedet for disse materialer. Det betyder, at valseværk og presseværk skal gøres i stand til at modtage langt højere andele af recirkuleret materiale.

Det er fabriksanlæg, som står for aluminiumsbaseret masseproduktion.

Ved valsning kommer aluminiummaterialet ud som plader, folie eller bånd. Aluminium, som har været gennem en ekstrudering, ender som profiler.

De kan findes i lysarmaturet over dit hoved, i frontpanelet på din radio eller som varmevekslere i bilradiatorer – blot for at nævne nogle få.

»De fremmede stoffer, som opkoncentreres i aluminium ved fortsat genvinding, påvirker de mekaniske egenskaber i det recirkulerede materiale.«

»Men det kan man kompensere for ved at ændre legeringssammensætningen, samt temperaturforhold og hastigheder i homogeniseringsprocessen, som er det første trin i en hærdning, der foretages på valseværk og presseværk,« siger Yanjun Li.

Ved at lave disse ændringer, vil det ifølge forskeren være muligt at udnytte recirkuleret aluminium u valsede produkter og aluminiumprofiler, som indfrier alle krav til mekaniske egenskaber, for eksempel styrke og formbarhed.

Computeren er forsøgslaboratoriet

Yanjun Li forklarer, at det er både dyrt og tidskrævende at lave 'trial and error'-forsøg gennem fysiske eksperimenter på fabrikkerne for at finde frem til de rigtige procesændringer.

Forskerne anbefaler i stedet brugen af matematiske modeller – det vil sige værktøj, som beskriver virkeligheden ved hjælp af matematiske ligninger.

»Vi udvikler avancerede matematiske modeller som supplement til laboratorieeksperimenter. Disse er kraftige værktøj, som gør det billigere og mindre tidskrævende at udvikle genbrugsvenlige aluminiumlegeringer,« siger Yanjun Li.

Projektet skal udmunde i tre forskellige modeller, som alle vil vise, hvordan mikrostrukturen i recirkulerede materialer påvirkes af forskellige ændringer i homogeniseringen ved presning af profiler og valsning.

Lovende resultater

»Med matematisk modellering som vejviser, har vi foretaget fysiske laboratorieforsøg med en aluminiumslegering i den såkaldte '3xxx-familie'. I denne meget brugte legeringsgruppe er tilsætningsstoffet mangan, hvilket giver gode flydeegenskaber, øger brudstyrken og giver god korrotionsbestandighed.«

»Vi påviste, at den undersøgte legerings strækgrænse kan øges med 50 procent ved at ændre homogeniseringsprocessen. Det vil sige, at materialet vil kunne tåle at blive strakt langt mere, før det bliver ødelagt,« siger Yanjun Li.

Cirka en femtedel af verdens aluminiumsproduktion stammede i 2009 fra recirkulerede materialer.

Størstedelen af de genvundne råstof kommer fra transportsektoren og emballageprodukter, men i de seneste år er aluminium fra konstruktioner i stigende grad også blevet recirkuleret.

© forskning.no. Oversat af Magnus Brandt Tingstrøm

Videnskab.dk's julekalender - tryk på en julekugle

Fra alle os til alle jer klimanisser: Her er årets grønneste julekalender. Giv julekuglerne et dask for at åbne dagens låge. Du kan følge julekalenderen i Facebook-gruppen RED VERDEN.

Tryk på kuglerne for at åbne lågerne. Når du har åbnet en låge, kan du læse teksten ved at scrolle med musen eller swipe på mobilen.

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.