Kiertotalouden tutkimuskeskittymä Oulun yliopiston InStreams Hub on saanut Suomen Akatemialta mittavan rahoituksen hiilidioksidin talteenoton ja sen hyödyntämisen tutkimukseen.
Oulun yliopiston kiertotaloustutkijoille myönnettiin kaksi Suomen Akatemian ”C1 Hiili hyödyksi” –tutkimusrahoitushanketta, joiden puitteissa on aloitettu tutkimus hiilidioksidin hyötykäytölle.
Kyseessä on hiilidioksidin talteenottoon ja hyödyntämiseen liittyvä tutkimus, joka voi tulevaisuudessa mahdollistaa hiilidioksidin teollisen hyödyntämisen ilmakehästä. Kyseessä on merkittävä kokonaisuus, sillä hankkeiden yhteisbudjetti on yli miljoona euroa. Tutkimus on osa Oulun yliopiston strategista epäorgaanisiin sivuvirtoihin keskittyvää tutkimusta, jolle Suomen Akatemia myönsi yli viiden miljoonan euron rahoituksen viime vuonna.
Tutkimuksen koordinointiin alkuvuodesta 2020 perustettu InStreams Hub -tutkimuskeskittymä kokoaa Oulun yliopiston huippututkijoita yhteen ratkomaan luonnonvarojen viisasta käyttöä sekä kestävän teollisen tuotannon haasteita. Tavoitteena on myös entisestään syventää teollisuuden ja yliopiston yhteistyötä, kasvattaa tietoisuutta kiertotaloushaasteiden tärkeydestä, sekä parantaa edellytyksiä tutkimustulosten kaupallistamiseksi.
Professori Ulla Lassin tutkimusryhmän hanke keskittyy bioelektrokemialliseen konversioon. Kyseessä on yhteishanke Tampereen yliopiston kanssa, jossa on vetäjänä apulaisprofessori Marika Kokko. Projektissa muunnetaan hiilidioksidia ja metanolia orgaanisiksi hapoiksi mikrobielektrosynteesillä bakteerien avulla.
”On tärkeää pyrkiä edistämään kiertotaloutta sekä vähentämään hiilidioksidin, kasvihuonekaasun, pääsyä ilmakehään. Tämän hankkeen tavoitteena on kehittää prosessi, jossa mikrobien avulla tuotetaan uusia kemianteollisuuden raaka-aineita”, kommentoi professori Lassi.
Mikrobielektrosynteesin tuottonopeuksia ja saantoja kasvatetaan käyttämällä tutkimusryhmän valmistamia uusia hiilivaahdoista tehtyjä epäorgaanisia elektrodeja, sekä yhdistämällä prosessiin (puoli)jatkuvatoiminen orgaanisten happojen talteenotto. Tässä käytetään hyväksi tutkimusryhmän valmistamia adsorbentteja, joita voidaan valmistaa teollisuuden epäorgaanisista sivutuotteista, kuten kuonista, jotka muutoin päätyisivät kaatopaikalle.
Yliopistotutkija Päivö Kinnusen tutkimusryhmän hanke sen sijaan keskittyy uudenlaisen sementin kehittämiseen. Sementti on maailman eniten tuotettu materiaali, jolla on iso hiilijalanjälki (5-8%). Hydratoituihin magnesiumkarbonaateihin (HMC) perustuvat sementit ovat teoriassa hiilinegatiivisia, joten ne voivat mahdollistaa hiilidioksidin laajamittaisen talteenoton. Niiden käyttöä on kuitenkin hidastanut huono pitkäaikaiskestävyys. Kestävyyttä voidaan huomattavasti parantaa erilaisten ligandien, kuten asetaattien, käytöllä.
”Juuri näiden ligandien toiminnasta meillä ei kuitenkaan ole vielä tarpeeksi tietoa. Hankkeessa onkin tarkoitus selvittää asetaattiligandin fysikaaliset toimintamekanismit HMC-sementtien mahdollistajina. Tutkimus avaa täysin uusia mahdollisuuksia hiilidioksidin hyötykäytölle”, huomauttaa tutkija Kinnunen.
Käytetyt menetelmät sisältävät laboratiokarakterisointeja, kuten NMR ja hiukkaskiihdytinmittauksia, joita tukemaan tehdään tietokonemallinnuksia nanomittakaavan toimintaperiaatteiden selvittämiseksi. Työ tehdään Oulun yliopistossa kuitu- ja partikkelitekniikan tutkimusyksikössä ja se edistää hiilidioksidia sitovan betonin kehittämistä kohti kaupallisia sovelluksia.
