Hos Swerim i Luleå byggs en stor testanläggning tillsammans med innovationsmaterialföretaget Talga för tillverkning av anodmaterial från svensk grafit. Tillverkningen ska ske i en helt elektrifierad processkedja med mycket små klimatavtryck.

Talga utvecklar smarta innovationsmaterial med hjälp av råvaror från egna gruvor och är ursprungligen ett australiensiskt företag som etablerade sig i Sverige 2011.
– Idag används huvudsakligen syntetisk grafit till anoder, vilket är ett material som bygger på oljeprodukter, tillverkas främst i Kina och dessutom är mycket energikrävande vid tillverkningen. Vi vill ersätta det med klimatsmart tillverkning av ett naturligt anodmaterial från svensk grafit, förklarar Martin Phillips, VD på Talga.
Den svenska grafitens egenskaper gör att batterierna kan laddas mycket snabbare, håller längre och kan användas i ett större temperaturområde, vilket stärker hållbarheten.

Hög kompetens
Anodmaterial från svenska fyndigheter är några av de första som kan levereras till industrin inom EU för att bidra till den gröna omställningen.
– Bygget av testanläggningen för anodmaterial här på Swerim påbörjades i mars och blir färdigt i början av 2022. Vi tycker det är både viktigt och intressant att få vara delaktiga i den aktiva och innovativa industriutvecklingen här i norra Sverige, förklarar Lars-Olov Nordberg, projektledare på Swerim.
Swerim bidrar till projektet med sin långvariga erfarenhet av att bygga komplexa pilotanläggningar till svensk gruv- och metallindustri.

Kvalitetssäkring med kunder
Anläggningen kommer att innehålla både ett processlaboratorium och ett batterilaboratorium för karaktärisering, certifiering och kvalitetssäkring.
– Från råmaterialet kan grafiten modifieras så att den passar till anoder för olika applikationer och kunder, exempelvis genom olika former och storlekar på grafitpartiklarna, förklarar Martin Phillips.
För att stärka den gröna profilen på de batterier som behövs för den ökade elektrifieringen av samhället kommer de även att forska på möjligheterna att återvinna anoder av grafit.
– På Swerim har vi utvecklat flera processer för återvinning av batterier, men främst för metalliska material. Då grafit inte är en metall så kommer det att krävas en helt ny process för det, men med vår erfarenhet av återvinning har vi stora förhoppningar om att kunna lyckas med det, avslutar Lars-Olov Nordberg.

Fossilfri tillverkning av stålprodukter

I projektet ELROS ska metallforskningsinstitutet Swerim utveckla elektrifierade processer för att ersätta fossilbaserad uppvärmning av stålämnen vid tillverkning av olika produkter i stål.

Sverige är ledande i utvecklingen av nya processer för att kunna tillverka fossilfritt stål och hittills har mycket fokus legat på reduktion av järnmalm för stålproduktion.
– Det är en mycket viktig del av en fossilfri ståltillverkning, men för att nå hela vägen måste även stegen efter göras fossilfria, förklarar Andreas Johnsson, forskare på Swerim och projektledare för ELROS.
I projektet, finansierat av Vinnova inom det strategiska innovationsprogrammet Metalliska material, ingår förutom Swerim även Kanthal, SSAB och Sandvik Materials Technology.

Testar en unik kombination
Det finns idag ingen bra lösning för att kunna ersätta den uppvärmning med främst naturgas som krävs för att värma upp de stora stålämnena innan valsningen.
– Det finns flera metoder för elektrisk uppvärmning. I ELROS kommer vi att fokusera på induktiv och resistiv uppvärmning, och vi tror framför allt på en kombination av de båda, vilket ingen hittills testat, berättar Dilip Chandrasekaran, FoU-chef på Kanthal.
Kanthal bidrar med sina djupa kunskaper inom resistiva uppvärmningsprocesser. Induktiva ugnar finns redan på Swerim i Luleå där alla stegen i projektet kommer att ske.

Testbädd
Till att börja med kommer simuleringar att utföras med materialspecifika parametrar för elektrisk värmning av låglegerade, höglegerade och rostfria stål.
– Vi siktar på att göra det möjligt att använda elektrifiering på ett optimalt sätt, det vill säga rätt form av elektrisk uppvärmningsmetod sett till geometri, storlek, material, temperaturområde, temperaturjämnhet och energieffektivitet förklarar Andreas Johnsson.
Därefter valideras och verifieras resultaten, först i konceptstudier på mindre stålämnen följt av försök i en pilotugn hos Swerim.
– Vi bygger om en ugn där för att testa allt i semi-industriell skala. Ugnen kommer att fungera som en testbädd för kommande projekt, där alla som vill kan testa sina egna lösningar för elektrifierade uppvärmningsprocesser, förklarar Dilip Chandrasekaran.

Många fördelar
Förutom att tillverkningen blir fossilfri, förutsatt att elen tillverkas fossilfritt, finns många andra fördelar med en elektrifierad uppvärmning.
– Elektrisk värmning är mer energieffektiv än gasuppvärmning, dessutom kan man minska underhåll av ugnen, det blir en renare arbetsmiljö utan rökgaser bland annat, avslutar Andreas Johnsson.