Tampereen yliopisto

Pikkuruiset hiilinanoputket voivat sitoa merkittävästi ilmakehän hiilidioksidia

Jaa
Hiilidioksidin talteenotto ja hiilinegatiivisuus ovat sekä vaikuttavuudeltaan että liiketoiminnallisesti lupaavia keinoja vihreään siirtymään. Niiden rooli on ratkaiseva, sillä tuotannon muuttaminen vähähiiliseksi ei riitä hillitsemään ilmastonmuutosta. Tampereen yliopiston tutkijat ovat nyt kehittäneet uusia biohiilipohjaisia materiaaleja, jotka ovat hiilinegatiivisia ja kestäviä.
Tutkimusapulaiset Ida Suontausta ja Hieu Phung Tampereen yliopistosta valmistelevat sulasuolaelektrolyysikoetta. Kuva: Jonne Renvall / Tampereen yliopisto.
Tutkimusapulaiset Ida Suontausta ja Hieu Phung Tampereen yliopistosta valmistelevat sulasuolaelektrolyysikoetta. Kuva: Jonne Renvall / Tampereen yliopisto.

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

Tutkimusapulaiset Ida Suontausta ja Hieu Phung Tampereen yliopistosta valmistelevat sulasuolaelektrolyysikoetta. Kuva: Jonne Renvall / Tampereen yliopisto.
Tutkimusapulaiset Ida Suontausta ja Hieu Phung Tampereen yliopistosta valmistelevat sulasuolaelektrolyysikoetta. Kuva: Jonne Renvall / Tampereen yliopisto.
Lataa
Positiivinen ilmastovaikutus tuotetaan muokkaamalla hiilidioksidi sulasuolaelektrolyysin avulla kiinteiksi hiilituotteiksi. Kuva: LUT
Positiivinen ilmastovaikutus tuotetaan muokkaamalla hiilidioksidi sulasuolaelektrolyysin avulla kiinteiksi hiilituotteiksi. Kuva: LUT
Lataa

Tietoja julkaisijasta

Tampereen yliopisto
Tampereen yliopisto
Kalevantie 4
33014 TAMPEREEN YLIOPISTO

p. 0294 5211https://www.tuni.fi

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: Plasman suPAR on lupaava lisätyökalu haimasyövän havaitsemiseen4.10.2023 09:30:00 EEST | Tiedote

Akuutin haimatulehduksen uusiutumisen ja kroonisen haimatulehduksen kehittymisen ennustaminen on tärkeää sekä potilaiden elämänlaadun että terveydenhuollon kustannusten optimoimiseksi. Samoin haimakasvaimen diagnostiikassa hyvän- ja pahanlaatuisen muutoksen toisistaan erottaminen on ensiarvoisen tärkeää. Väitöskirjatutkimuksessaan LL Anu Aronen tutki suPAR-merkkiaineen käyttöä erilaisten haimasairauksien ennustetekijänä ja diagnostiikassa.

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