Stefan Röstlunds och Carin Vördes idé med pyrotekniska satser i nanoporöst material kan visa sig vara grunden till framtidens airbags. Det tyckte även SKAPA-juryn som tilldelade idén hederspris.

UPPFINNING i Alfred Nobels anda

Införandet av airbags har betytt mycket för att minska skadorna vid olyckor med bilar. Antalet airbags i bilarna har av det skälet blivit allt fler. I varje ny bil finns det därför 6-10 airbags i dag.
Ett airbagsystem består av en krocksensor, en gasgenerator och en airbag.
I det här systemet är krutet förstås viktigt för att kunna utlösa och skapa gas som blåser upp airbagen på given signal från krocksensorn. Något som beroende på var airbagen sitter i bilen ska ske på mellan 10 till 40 millisekunder.
Men krutet är också en nackdel eftersom det i en och samma komponent består av både syregivare och bränsle.
– De 6-10 airbagar som finns i varje bil motsvarar flera 100 gram explosiv vara. Passagerar-airbagen innehåller t ex mellan 100-150 gram krut, vilket energimässigt motsvarar kraften hos en handgranat, berättar de båda kemisterna och innovatörerna Carin Vörde och Stefan Röstlund.
De arbetar båda till ”vardags” vid innovationsföretaget BEPAB sprunget ur Bofors. Ett företag med tiotalet anställda som arbetar mot bilindustrin (Autoliv) och den militära sektorn med att utveckla och ta hand om och destruera sprängämnen.
Men att hantera krut är inte bara ett säkerhetsmässigt problem utan är även omständigt och kostsamt.
– Att hantera explosiva varor ställer höga krav på säkerheten i alla led, allt från produktion, transporter till skrotning av bilen. Det måste helt enkelt finnas personal som har utbildning för att hantera explosiva produkter. Det ställer också krav på anläggningen där laddningarna ska förvaras och är stöldbegärligt, påpekar Carin Vörde och Stefan Röstlund.

Nanoporösa material
Mycket skulle alltså vara vunnet om man kunde ersätta krutet i airbagsystemen med något annat icke explosivt ämne.
Och via en tidningsartikel kom Carin Vörde och Stefan Röstlund för några år sedan i kontakt med ett företag som utvecklar porösa material från i princip hela det periodiska systemet i nanostorlek.
Sådant material används bland annat som gasreningsfilter för att filtrera bort en viss förutbestämd typ av molekyl.
Och efter att ha studerat dessa nanoporösa material insåg Carin Vörde och Stefan Röstlund att de antagligen även skulle kunna vara gångbart ersättningsmaterial till krut i airbagsystem. Detta eftersom ett system baserat på porösa material till skillnad från krut består av två insatser, ett bränsle och en syregivare, som var för sig är inte är explosiva.
– Nanoporösa material kan liknas vid en tvättsvamp eller kanske snarare pimpsten med ihåligheter. När den ska utlösas sköljs syregivaren in i materialet och impregnerar det. Det porösa materialet har också en extremt stor partikelyta på vilken reaktionen kan ske. Jämfört med dagens pulverblandningar av krut så tillvaratar de porösa nanomaterialen därför energin bättre vilket leder till en snabbare och säkrare reaktion.

Miljösäkert system
I det här systemet fungerar det nanoporösa materialet som bränsle.
Och skulle kol kunna användas som nanonporöst material och bränsle skulle det dessutom leda till ett helt igenom miljösäkert system.
– Olika kolföreningar används som bränsle redan i dag. Och med kol skulle restprodukten efter det att en airbag löst ut, om man kan dimensionera systemet rätt, bara bli koldioxid. Jämfört med i dag då det finns hårda krav på vilka gaser och vilken koncentration av dessa, tex kolmonoxid och kväveoxid, som får finnas i kupén, efter att airbagen löst ut, vore det närmast optimalt att använda kol som nanoporöst material och bränsle, förklarar Carin Vörde och Stefan Röstlund.
Att kunna ersätta krut med nanoporösa material och syregivare skulle dessutom inte bara leda till bättre och säkrare airbags utan också innebära att man slapp kravet att hantera explosiva varor i alla led från produktion till skrotning.
– Det skulle bli väsentligt enklare och billigare att tillverka, transportera, hantera och destruera ett sådant här airbagsystem jämfört med hur det ser ut och fungerar i dag, påpekar de.

Futuristisk idé
Med tanke på att det årligen tillverkas 40 till 50 miljoner bilar i hela världen, var och en med 6-10 airbags, så är potentialen för ett sådant här airbagsystem svindlande 370-400 miljoner stycken årligen!
Att Carin Vörde och Stefan Röstlunds futuristiska projekt därför kittlar fantasin är inte så konstigt.
Men mer än till en idé, som teoretiskt verkar gångbar, har projektet än så länge inte kommit.
– Vi har inte ens någon prototyp framme ännu, säger de båda uppfinnarna. Vi har dock lämnat in en patentansökan på hur konceptet skulle kunna fungera.
Att utveckla nya sprängämnen är dock dyrt…
– Det är sällan ett utvecklingsarbete bygger på billiga ingående komponenter från början. Och till vardags jobbar vi ju mycket med sprängämnen och vet att de initialt under utvecklingsarbetet kan kosta 10.000-tals kronor per kilo att ta fram. Men när volymerna går upp sjunker priset radikalt. Det finns exempel på sprängämnen som när de nått stora volymer hamnat på ett kilopris på bara runt 20 kr, berättar Carin Vörde och Stefan Röstlund som nu ser fram emot att få möjlighet att vidareutveckla det här projektet som får sägas gå i Alfred Nobels anda och fotspår.
– Nästa steg är att leta partners att utveckla idén, tillägger de.
Vad månde bliva?