Grafénoksid for rensing av radioaktivt forurenset vann

Vi har i Abalonyx, i dette prosjektet utviklet en grafenoksid-basert adsorbent/scavenger for tunge radionuklider som kan brukes både på vandige og organiske løsninger med utstyr som vanligvis brukes for industrielle renseprosesser. Abalonyx ser ut til å være det eneste selskap i Europa og et av svært få i verden som idag kan tilby storre mengder av GO i markedet. I dette prosjektet har vi både skalert opp og forbedret produksjonsprosessen med spesielt fokus på sikkerhet og videre har vi utviklet en særskilt variant av GO for de renseoppgavene vi ser for oss. Vi har utviklet filtrerbare GO-partikler, og dermed er det industrielt praktisk gjennomførbart å benytte GO. Institutt for Energiteknikk på Kjeller har deltatt i prosjektet med å måle hvor mye vi kan fange opp av de viktigste radioaktive forbindelsene. De har verifisert at metoden fungerer for en rekke viktige radionuklider, og spesielt på de tunge flervalente ioner som Pu, Pb, Ra, U osv i både vann-og organiske løsninger. Derimot har vi funnet at GO ikke er like effektivt for lette mono- og divalente ioner som f.eks. Cs+ og Sr2+ i vannløsning men effektiviteten øker betydelig i organiske løsninger. IFE har også funnet at GO kan brukes til å rense en type "historisk atomavfall" som har vært lagret siden 60-tallet. Dermed fokuserer vi nåsom oppfølging på markedsføring mot kjernekraftindustrien, Nordsjøen og fracking, mens vi ser at vi har lite å tilby i Fukushima hvor hovedproblemet er Sr og andre relativt lette isotoper i vann. Videre har Skaland Graphite AS deltatt i prosjektet. De er Europas eneste produsent av den typen grafitt som kan brukes som råmateriale for fremstilling av GO, og vi har i prosjektet tilpasset prosessen til dette råstoffet. Skaland har fremskaffet et materiale som gir ytterligere forbedret GO og som vi nå satser på å bruke. Dada AS har hjulpet oss med optimalisering med styringen av selve produksjonsprosessen, som nå er halvautomatisert. De har bl.a. lagt inn en del alarmer som skal varsle når ulike eneheter i prosessen viser avvik. Prosessen gir en del avfall i form av fortynnet syre som vi må behandle, og for dette formålet har vi etablert kontakt med Omya som leverer kalsittslurry. Vi etablerte videre i 2012 et samarbeid med Instituto de Nanotecnologia de Aragón i Spania som er spesialister på karakterisering av grafén og GO som hjelper oss med avanserte kjemiske og fysiske analyser av våre prøver. Vårt mål er å kunne bidra til å rense radioaktivt forurenset vann og andre væsker i Sellafield og lignende anlegg, og vi har nå samtaler med et selskap i Spania som driver med service mot kjernekraftindustrien. Vi har etablert samarbeid med selskapet SafeClean som renser utstyr fra Nordsjøen. Vaskevannet hos SafeClean inneholder radionuklider og vi har planlagt et forsøk "on site" i mellomstor skala. Vi har i den siste perioden arbeidet med optimalisering og karakterisering av GO med henblikk på å fremskaffe en optimal kvalitet for vannrensing, og tre ulike patentsøknader er under utarbeidelse. En aktivitet i prosjektet har vært knyttet til sikkerhet ved produksjon av GO. Den opprinnelige prosessen er problematisk ved at det er risiko for termisk runaway. Vi har modifisert prosessen slik at vi har eliminert denne risikoen. Dette ble endelig verifisert høsten 2017 ved forsøk i eksplosjonslaboratoriet til Gexcon AS i Bergen. Der simulerte vi 5 mulige «worst case» uhell uten at det resulterte i runaway. Konklusjonen er at vi har funnet en sikker metode for produksjon som tryggt kan oppskaleres videre på veien mot industrialisering.

Grafénoksid (GO) har nylig funnet anvendelse for rensing av vann forurenset med radioaktive nuklider. Vi solgte våren 2014 ett kilo GO til en leverandør av slik teknologi og fikk tilbakemelding om at de ønsket tilbud på minimum ett tonn per måned i 2015 (Dette er senere blitt forsinket og behovet ser nå ut til å være maksimalt 1 tonn i 2015). Abalonyx ser ut til å være det eneste selskapet som kan være istand til å klare dette. Vi ønsker å maksimere vår posisjon ved å dels oppskalere produksjons-prosessen og dels tune vår GOs egenskaper for dette formålet. Før oppskaleringen igangsettes skal sikkerheten ved prosessen evalueres og godkjennes av GexCon. Vi skal videre forsøke å fremstille filtrerbare "beads" av GO. Vi involverer IFE for å måle adsorpsjon av utvalgte radionuklider på våre prøver. Videre deltar Skaland Graphite AS som er Europas eneste produsent av den typen grafitt som kan brukes som råmateriale for fremstilling av GO, og vi vil i prosjektet tune prosessen til å være tilpasset dette råstoffet. Prosessen gir en del avfall i form av fortynnet syre som vi ønsker å resirkulere, og for dette formålet involverer vi NIVA. Vi etablerte i 2012 et samarbeid med Instituto de Nanotecnologia de Aragón i Zaragoza som er spesialister på karakterisering av grafén og GO og de vil forestå kjemiske og fysiske analyser av våre prøver.