Pikkuruiset hiilinanoputket voivat sitoa merkittävästi ilmakehän hiilidioksidia
Tutkijoiden tavoite on edistää yhteiskunnan kestävää sähköistymistä tutkimalla vetyyn ja hiileen liittyviä arvoketjuja ja liiketoimintamahdollisuuksia. He ovat mukana HYGCEL-hankkeessa, joka edistää kestävästi tuotettujen vedyn ja hiilen käyttöä osana energiajärjestelmää, teollisuuden raaka-aineena ja vihreän liikenteen polttoaineena.
Tutkijat haluavat tehostaa hiilidioksidin talteenottoa nimenomaan hiilen sitomisella kiinteään muotoon, johon hiili varastoituu vuosikymmeniksi. Hiilen talteenotto suoraan päästölähteistä ja varastoiminen (carbon capture and storage, CCS), kuten tehtaiden tai energialaitosten piipuista, kuluttaa vain neljänneksen energiaa verrattuna hiilen talteenottoon suoraan ilmakehästä (direct air capture, DAC). Kiinteät hiilituotteet tarjoavat merkittävästi paremman hiilinielun kuin esimerkiksi jalostaminen polttoaineeksi.
Uusimmat tutkimustulokset liittyvätkin kiinteiden hiilituotteiden tekemiseen. Tutkijat onnistuivat kehittämään laitteen, jolla voidaan hiilinegatiivisesti tuottaa hiilidioksidin elektrolyysillä kerroksellista hiilirakennetta, niin sanottuja hiilinanosipuleita, sekä hiilinanoputkia ja happea. Materiaalit tuotettiin uusiutuvilla aurinko- ja tuulienergioilla.
Keskeinen tutkimustulos on myös prosessiolosuhteet kestävien prosessiosien löytäminen, nyt voidaan edetä kohti teollista soveltamista. Prosessia skaalataankin suurempaan kokoon jatkuvatoimisella koelaitteistolla.
Prosessissa päästölähteestä kerätystä hiilidioksidista pilkotaan erityisellä sulasuolaelektrolyysillä kaasumaista happea ja kiinteää hiiltä, joka käytetään akkujen valmistukseen tai uusiin materiaaleihin hiilinanoputkina. Hiilinanoputkia voidaan hyödyntää esimerkiksi ultrakevyiden materiaalien kuten lentokoneen siipien ja tuuliturbiinien valmistuksessa. Hiilinanoputket ovat parhaimmillaan hyvin arvokkaita, jopa tuhansia euroja grammalta. Teollisissa sovellutuksissa hinnaksi arvioidaan kymmeniä tuhansia euroja tonnilta.
Hiilituotteilla suurta kysyntää globaalisti
Solid carbon products from CO2 -tutkimusta Tampereen yliopistossa johtanut työelämäprofessori Tero Joronen näkee kestävillä kiinteän hiilen tuotteilla suuren hiilinielupotentiaalin ja merkittävät globaalit markkinat.
– Olennaista on muuttaa CO2-päästöt negatiivisiksi, hiilinieluiksi. Siksi kehitämme kestäviä materiaaleja, joihin hiilidioksidi sitoutuu pitkäksi aikaa. Tekemämme markkinatutkimuksen mukaan hiilen talteenotolla on Suomessa 2,5 miljardin euron markkinapotentiaali. Kun hiilidioksidi jalostetaan arvokkaiksi tuotteiksi, potentiaali moninkertaistuu, sanoo Joronen.
Metsäteollisuudessa syntyvää biopohjaista hiilidioksidia voitaisiin ottaa talteen savukaasuista. Tällä hetkellä sellutehtaaseen tulevan puutavaran hiilestä kaksi kolmasosaa vapautuu hiilineutraaleina CO2-päästöinä ilmaan. Päästö muuttuisi negatiiviseksi, jos hiilidioksidi otettaisiin talteen tehtaan savukaasuista ja hyödynnettäisiin pitkäikäisiin tuotteisiin.
– Ilmastonmuutoksen torjuntaan tulee vauhtia, jos metsään sitoutunut hiilidioksidi käytetään niin, että se ei palaudu ilmakehään vaan tulee käytetyksi hiilinieluisena tuotteena tai varastoidaan pysyvästi. Suomen kallioinen maaperä ei sovellu luontaisesti hiilivarastoksi, joten täällä kannattaa panostaa kestäviin hiilituotteisiin, hän lisää.
Päästöjen kompensoinnissa tarjolla oleva mittakaava on valtava. Joronen laskeskelee, että jos kaikki kotimaisen sellun- ja lämmöntuotannon CO2-päästöt otettaisiin talteen, voitaisiin kompensoida Suomen kokonaispäästöt eli noin 40 miljoonaa tonnia hiilidioksidia.
Business Finlandin rahoittamassa kiinteiden hiilituotteiden tutkimuksessa ovat yhteistyökumppaneina LUT-yliopisto ja CLIC Innovation, joka toimii teollisuuden ja tutkimuksen rajapinnassa. Tutkimushanke jatkuu toukokuuhun 2024 asti.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Tero Joronen
040 525 4718
tero.joronen@tuni.fi
Kuvat
Tietoja julkaisijasta
Tampereen yliopisto kytkee yhteen tekniikan, terveyden ja yhteiskunnan tutkimuksen ja koulutuksen. Teemme kumppaniemme kanssa yhteistyötä, joka perustuu vahvuusalueillemme sekä uudenlaisille tieteenalojen yhdistelmille ja niiden soveltamisosaamiselle. Luomme ratkaisuja ilmastonmuutokseen, luontoympäristön turvaamiseen sekä yhteiskuntien hyvinvoinnin ja kestävyyden rakentamiseen. Yliopistossa on 21 000 opiskelijaa ja henkilöstöä lähes 4 000.
Rakennamme yhdessä kestävää maailmaa.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Tampereen yliopisto
Väitös: Pelaamisen motiivit yhdessä psykologisten perustarpeiden turhautumisen kanssa altistavat rahapeliongelmille22.9.2025 12:23:43 EEST | Tiedote
Yhteiskuntatieteiden maisteri Heli Hagfors tutki väitöskirjassaan rahapelaamisen motiiveja ja sitä, miten psykologisten perustarpeiden täyttymättä jääminen liittyy rahapeliongelmiin suomalaisessa aikuisväestössä. Tutkimuksen mukaan erityisesti rahan voittamisen tavoittelu sekä pyrkimys paeta ikäviä tunteita ja ajatuksia ennustivat rahapeliongelmia. Yhteys oli erityisen vahva silloin, kun pelaamiseen taustalla oli kokemus siitä, että psykologiset perustarpeet – tarve kokea omaehtoisuutta, kykenevyyttä ja yhteisöllisyyttä – eivät toteudu elämässä.
Väitös: Ilmastonmuutos lamaannuttaa poliittisen hallinnan keinot ja tulevaisuuden22.9.2025 09:11:03 EEST | Tiedote
Väitöstutkimuksessaan VTM Tapio Reinekoski tutki, miten suomalaiset kaupungit hallitsevat ilmastokriisin tulevaisuutta. Ilmastonmuutos pakottaa poliittiset organisaatiot perusteelliseen muutokseen, jossa niiden tarkoitus, tehtävät ja relevanssi joutuvat koetukselle. Silti murrokseen varaudutaan pikemmin suojaamalla nykyisiä hallinnollisia prosesseja kuin uudistamalla niitä. Tutkimus kuvaa, miten pelkkä tieto tulevista ilmastokriiseistä ja niiden edellyttämistä toimista ei onnistu muuttamaan totuttuja politiikan teon malleja.
Kvanttiarvet antavat vauhtia elektroneille ja mikropiirien kehitykselle19.9.2025 08:40:00 EEST | Tiedote
Kvanttifysiikka paljastaa usein arkijärjen vastaisia ilmiöitä. Uusi arpeutumisteoria syventää ymmärrystä kvanttimaailman ja klassisen mekaniikan yhteydestä. Lisäksi se auttaa selittämään aiempia havaintoja tuo tulevaisuuden teknologiset sovellukset askeleen lähemmäksi.
Väitös: Jouston hyödyntäminen sähkönsiirtoverkossa mahdollistaa kantaverkon käyttöasteen nostamisen kustannustehokkaasti17.9.2025 08:15:00 EEST | Tiedote
Väitöstutkimuksessaan DI Antti Kuusela esittää tarpeeseen tilattavan jouston hyödyntämistä sähkönsiirtoverkossa ratkaisuksi uusien verkkoliityntöjen mahdollistamiseen, siirtokapasiteetin kasvattamiseen sekä siirtorajoitusten hallintaan. Menetelmä kasvattaa kustannustehokkaasti nykyisen sähköjärjestelmän käyttöastetta, nopeuttaa puhdasta energiasiirtymää ja pienentää sähkösiirtojärjestelmän ympäristövaikutuksia.
Väitös: Uudet biomusteet ja monimateriaalitulostus vievät 3D-biotulosteet kohti potilashoitoa10.9.2025 08:40:00 EEST | Tiedote
Ihmiskehon uusiutumiskyky on ihmeellinen – mutta myös rajallinen. 3D-biotulostus voi mullistaa lääketieteen tarjoamalla uusia keinoja kudosten ja elinten biovalmistukseen silloin, kun luovuttajilta saatuja kudoksia ei ole riittävästi saatavilla. Diplomi-insinööri Paula Puistola kehitti väitöstutkimuksessaan uudenlaisia biomusteita ja biotulostusstrategioita, jotka auttavat ratkaisemaan alan nykyisiä teknologisia haasteita ja viemään biotulostusta lähemmäs kliinistä käyttöönottoa.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme