Professori Timo Repo ja kumppanit selvittävät, voivatko superemäkset mullistaa hiilidioksidipäästöjen sieppauksen

Superemäksissä piilee potentiaalia hiilidioksidin keräämiseen edullisesti ja tehokkaasti myös laimeista lähteistä. Lopuksi haitallisista päästöistä voitaisiin valmistaa vaikkapa muovia tai sähköpolttoaineita.
Tästä on kyse
  • Tavoitteena on selvittää, voivatko superemäkset tarjota eri teollisuudenaloille uusia keinoja hiilidioksidipäästöjen talteenottoon ja kierrätykseen.
  • Hankkeessa kartoitetaan, miten superemäkset onnistuvat tehtävässä ja minkälaisia tuotteita niistä voitaisiin valmistaa markkinoille.
Tehokkaampia menetelmiä päästöjen hallintaan

Ilmastonmuutosta kiihdyttävät hiilidioksidipäästöt ovat teollisuudelle kiperä pulma. Niitä ei voida kokonaan välttää – ja siksi tarvitaan työkaluja, joilla hiilidioksidi voidaan ottaa talteen ja kierrättää. 

Ratkaisun ongelmaan saattavat tarjota kemiallisesti valmistettavat superemäkset. Niiden potentiaalia kartoittaa professori Timo Revon koordinoima Direct and reversible CO2 capture from air using superbases -hanke, johon Helsingin yliopisto on saanut Business Finlandilta yli 420 000 euron Co-Research-rahoituksen. Mukana on Aalto-yliopiston ja VTT:n lisäksi merkittävä joukko yrityskumppaneita, joita kiinnostaa oman hiilijalanjäljen pienentäminen mutta myös uusien tuotteiden valmistaminen hiilidioksidista.

– Aika monesti tulee mieleen, että hiilidioksidi on pelkästään haitallista, mutta se on myös raaka-aine esimerkiksi sähköpolttoaineisiin, Repo kuvailee.

Nykyiset keinot päästöjen sieppaukseen eivät ole tarpeeksi hyviä: esimerkiksi aminoalkoholeilla pystytään keräämään hiilidioksidia lähinnä hiilivoimalan piippujen kaltaisista lähteistä, minkä jälkeen CO2:n irrotus jatkokäyttöä varten vaatii paljon energiaa.

Superemäksillä päästöjä voitaisiin napata suoraan ilmasta ja muista laimeista lähteistä. Hiilidioksidi myös irtoaisi ilmastoystävällisesti 60 asteessa. Menetelmän sopivuutta teollisten päästöjen hallintaan on silti tutkittava vielä tarkemmin.

– Tähtäimessä on, että pääsemme validoimaan idean, Repo toteaa.

Ensimmäiset tulokset todistavat, että superemäkset pystyvät sitomaan ja vapauttamaan hiilidioksidia, niin kuin lähtöoletuksena oli.”

Timo Repo, kemian professori, Helsingin yliopisto
Tutkimus vauhdittaa muoviteollisuuden vihreää siirtymää

Keväällä 2023 alkanut hanke liittyy muovituotteistaan tunnetun Borealiksen SPIRIT-veturiohjelmaan, joka tukee alan kestävyysmurrosta. Borealis tahtoo olla hiilineutraali vuoteen 2050 mennessä.  Nykyisillä päästönsieppauksen teknologioilla se ei vielä onnistu – ne ovat liian kalliita ja tehottomia.

– Yksi isoista tavoitteista on, että hiilidioksidin talteenoton hintaa saataisiin alaspäin, kertoo yhtiön kehityspäällikkö Mikko Rönkä.

Borealiksella hiilidioksidipäästöjä syntyy etenkin siinä kohtaa muovin valmistusta, kun hiilivetyä kuumennetaan krakkausuuneissa polttokaasulla. Yritys tahtookin saada tietoa siitä, minkälaisilla superemästen ja liuosten yhdistelmillä voitaisiin päästä juuri tällaisiin päästöihin käsiksi. Sekin kiinnostaa, kuinka pienellä energiankäytöllä superemäkset pystyvät hiilidioksidia sieppaamaan.

– Jos saamme tässä läpimurron, se avaa aika paljon mahdollisuuksia, Rönkä arvioi.

Mikäli esimerkiksi kierrätyskelvottoman muovin polttamisesta syntyvät päästöt saataisiin talteen, niistä voitaisiin valmistaa uusia muovituotteita. Tämä olisi jälleen yksi askel kohti kiertotaloutta.

– Muoveista voidaan tehdä jopa hiilinieluja, jos ne menevät pitkän aikavälin käyttöön, Rönkä toteaa.

Nykyiset tavat ottaa hiilidioksidia talteen ovat aika kalliita, ja niiden teho heikkenee, kun mennään pienempiin pitoisuuksiin. Haluamme löytää uusia, vaihtoehtoisia tapoja.
Kiireinen yritys arvostaa helppoa yhteistyötä

Borealista innoittaa yhteistyöhön tieteellinen osaaminen, jota Revon ryhmällä on superemäksistä. Myös yliopiston kyky koordinoida hankkeita on tärkeä. Kansainvälisellä yrityksellä ei olisi vastaavaan työhön aikaa eikä tarvittavia tutkimustaitojakaan juuri hiilidioksidin sieppauksen alalta. Siksi yliopisto on korvaamaton kumppani.

– Riittää, että osallistumme ohjausryhmään ja seuraamme tutkimustuloksia, Rönkä kiteyttää.

Hanke jatkuu kevääseen 2025 asti. Repo tiimeineen vastaa kemian työpaketista: he mittaavat, paljonko hiilidioksidia saadaan kerättyä ja vapautettua lupaavilla, amidiini- ja guanidiinipohjaisilla superemäksillä. Toistaiseksi saadut tulokset vahvistavat, että aineet toimivat odotetusti.

– Se puoli on nyt hyvin tutkittu ja ymmärretty, Repo sanoo.

Muut kumppanit selvittävät, miten menetelmä saadaan tuotua yritysten arkeen. VTT etsii keinoja, joilla superemäksistä voitaisiin tehdä kiinteitä aineita, ja Aalto-yliopisto tutkii prosessin skaalautuvuutta. Maailmalla kiinnostus superemäksiin on suurta. Jos kaikki sujuu hyvin, käynnissä oleva hanke voisi osaltaan auttaa mullistamaan päästöjen hallintaa. Repoa motivoi perehtymään aiheeseen puhdas tieteellinen intohimo.

– Tämä on yksi hauskimmista kemian ilmiöistä, joita olen urani aikana tutkinut.
 

Oletko kiinnostunut yhteistyöstä Helsingin yliopiston kanssa?

Ota yhteyttä, niin suunnittelemme projektin yksilöllisten tarpeidesi mukaan: business@helsinki.fi

Yhteistyö pähkinänkuoressa

Helsingin yliopiston koordinoima Direct and reversible CO2 capture from air using superbases -hanke on saanut Business Finlandin Co-Research-rahoituksen vuosille 2023–2025. Tavoitteena selvittää, voidaanko hiilidioksidia sitoa heikoista lähteistä superemästen avulla ja hyödyntää sitten uudelleen esimerkiksi muovin ja sähköpolttoaineiden tuotannossa. Mukana projektissa ovat Aalto-yliopisto ja VTT sekä yrityskumppanit Borealis,  Liuotin Group, Neste, Valmet, Vantaan Energia ja Wärtsilä.

Lisätietoja yhteistyöstä:

  • Timo Repo, kemian professori, Helsingin yliopisto
  • Mikko Rönkä, kehityspäällikkö, Borealis Polymers Oy