I Skutterudittens verden – rom for alle!

Jeg sitter i en naken leilighet i utkanten av Köln og hører på tyske slagere. Like i nærheten ligger DLR, Deutsche Luft and Raumfahrtsenter, hvor deler av Philea ble laget, og nå nylig hyllet for en stor bragd – å lande på en komet som befinner seg 3 ganger lenger vekk fra oss enn sola. Her jobber noen av tysklands dyktigste forskere og teknologer med å utvikle banebrytende nye teknologier.

En av disse er  termoelektrisitet. Her satses det virkelig. Nye termoelektriske materialer blir hver eneste dag presset ut (bokstavelig talt, da pulverpressing er en typisk produksjonsmetode). Og et av de mest interessante og effektive av disse, som det også forskes mest på, er Skutteruditt.

Skutteruditt som i Skuterudåsens blåe diamant. Modums hjertebarn, hele Norges Blåfjell. I årtier ble dette dengang så verdifulle koboltholdige mineralet fraktet ned skråningene til Simoas stille bredd og omvandlet til den mest fantastiske dype blåfarve som videre ble malt på alt av porselen som fantes ved det Kongelige Danske Hoff. Ikke verst for en Moing, i klasse med Bjørndalen.

Skutterudittholdig bergart i naturlig form. Kun små deler av denne steinen er ren skutteruditt.

Skutterudittholdig bergart i naturlig form. Kun små deler av denne steinen er ren skutteruditt.

Og nå har den altså tatt turen ut i verden igjen, og snart også verdensrommet.

Hva er det da som gjør Skutteruditt til den storsjarmør den nå står frem som? Har den leid inn konsulenter fra FirstHouse?  Nei tro det eller ei, men denne Casanovaen satser alt på at det er det indre som teller.

For der atomene i andre krystallinske materialer gjerne ønsker å klenge seg sammen så tett som mulig, blir det i Skutterudittens indre skapt store hulrom mellom atomene. Og inne i disse hulrommene tar Skutteruditten gjerne i mot besøk. Store, tunge (og gjerne litt eksotiske) atomer som Ytterbium, Neodium eller Cerium er spesielt velkomne. Og det er akkurat denne gjestfriheten som gjør skutteruditter så unik og gir den sine helt spesielt gode termoelektriske egenskaper.

Krystallstrukturen til skutteruditt, dvs beskrivelse av hvordan atomene er ordnet i forhold til hverandre. Store hulrom finnes mellom de røde atomene (Kobolt) der store fyll-atomer kan settes inn (gule) og effektiv fungere som "bølgebrytere" mot varmebølger.

Krystallstrukturen til skutteruditt, dvs beskrivelse av hvordan atomene er ordnet i forhold til hverandre. Store hulrom finnes mellom de røde atomene (Kobolt) der store fyll-atomer kan settes inn (gule) og effektivt fungere som “bølgebrytere” mot varmebølger.

En av de viktigste egenskapene for et termoelektrisk materiale er at det må lede varme dårlig, slik at mest mulig av varmen blir omdannet til strøm (les mer om det her). Varme som beveger seg gjennom et materiale kan sammenliknes med bølger på havet som ikke stopper før det møter land. I Skutterudittens tilfelle fungerer disse store atomene som bølgebrytere som reduserer varmetransporten gjennom materialet og dermed øker elektrisitetproduksjonen.

Det høres kanskje enkelt ut, men naturen krever noe hjelp fra oss for å fylle opp Skutteruditten mest mulig optimalt. Vil lager derfor disse materialene kunstig ved å varme opp råvarene til 1200C i riktig forhold, akkurat som en brøddeig, for så å la det størkning raskt. Da har vi ( om vi har fulgt oppskriften nøye) fått Skutteruditt fylt med tunge, digre atomer.

Og nå har også jeg endelig fått laget min egen! Denne halvmetallklumpen er fylt med Indium. Vi lager disse materialene i små mengder (10g) for å forske på effektiviteten og holdbarheten under forhold tilsvarende de de vil bli utsatt for ved for eksempel varmegjenvinning fra eksos på en bil.

Skutteruditt fyllt med Indium etter smelting, blanding og størkning.

Skutteruditt fylt med Indium etter smelting, blanding og størkning.

Tilsvarende forskning på skutteruditt finnes også ved flere store forskningsinstitusjoner rundt om i verden. NASA har allerede utviklet en ny generasjon radioaktive batterier med skutteruditt som skal brukes i fremtidige romreiser. Og det norske firmaet TEGma har ambisjoner om å masseprodusere dette materialet slik at vi kan bruke det også til jordlige formål.

Kan dette mineralet som en gang i tiden skapte en av Norges største industriarbeidsplasser på 19-tallet nå være grunnlaget for ny industriproduksjon og energieffektivisering? De neste årene blir spennende!

1 thought on “I Skutterudittens verden – rom for alle!

  1. Pingback: Nytt gjennombrudd for termoelektrisitet? | Termoelektrisitet

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s