Ligniinistä kestävä ratkaisu tulevaisuuden energiavarastointiin

Business Finlandin rahoittaman SmartRecovery-hankkeen tavoitteena oli edistää suomalaisten teollisuusalojen siirtymää biopohjaisiin ratkaisuihin vauhdittamalla ligniinin kaupallistamista ja mahdollistamalla uusien ligniinipohjaisten tuotteiden ja materiaalien markkinoille tulon. 

Tällä hetkellä kaupallisesti saatavilla olevaa ligniiniä on haastavaa hyödyntää sellaisenaan erilaisiin applikaatioihin, sillä sen käyttö edellyttää muokkaamista.  Ligniiniä voidaan muokata esimerkiksi kemiallisesti tai siitä voidaan muodostaa nanopartikkeleita. Nämä ovat hyviä vaihtoehtoja, mutta lisäävät kustannuksia.

Uudessa LigniSmart-menetelmässä kraft ligniini voidaan eristää sellaisessa muodossa, että se on suoraan hyödynnettävissä eri applikaatioissa. Elinkaarianalyysin perusteella prosessi tuottaa vähemmän kemikaalijätettä kuin käytössä olevat ligniininsaostusmenetelmät, joten uusi menetelmä on myös ympäristöystävällisempi.

Kehitetyllä LigniSmart teknologialla eristetty ligniini soveltuu erityisen hyvin hiiltämiseen ja kovahiilenä energiavarastointiin

Projektissa kehitetty ligniini käyttäytyy ainutlaatuisella tavalla korkeissa lämpötiloissa. Kehitetyllä teknologialla talteen otettu ligniini on stabiili eikä kuohu hiillon aikana, kuten kaupallinen ligniini. Tämän takia ligniini pysyy irrallisena jauhona kuumennuksen jälkeenkin. Tämä on ehdoton etu kovahiilen jatkojalostamisessa, kun työläs ja energiaintensiivinen jauhatusvaihe jää kokonaan pois kuumennuksen jälkeen. 

“Ensimmäisten tulosten perusteella kovahiili toimii yhtä hyvin Li-ioniakkusovelluksissa kuin kaupallinen kovahiili. Tulokset ovat hyvin lupaavia erilaisiin energiavarastointisovelluksiin,” kertoo tutkimuspäällikkö Katariina Torvinen.

Nopeampaa laadunvalvontaa teollisiin olosuhteisiin

Projektin aikana kehitettiin myös ligniinin analytiikkaa. Perinteisesti ligniinianalytiikka on työlästä ja aikaa vievää. Tasalaatuisen ligniinituotteen varmistamiseksi tarvitaan tekniikoita, joilla ligniinin laatua voidaan arvioida nopeasti ja helposti. 

Lisäksi projektissa saatiin perustavanlaatuista tietoa ligniinipartikkelien sisäisestä rakenteesta sekä laboratorioympäristössä että teollisissa olosuhteissa. 

”SmartRecovery-projektin ansiosta olemme voineet käyttää edistyneitä tutkimusmenetelmiä, kuten synkrotronisäteilyä, teollisuudelle tärkeiden ligniininäytteiden tutkimiseen. Työn tulokset tukevat ligniinin karakterisointimenetelmien kehittämistä ja ovat myös mielenkiintoisia ligniinin vuorovaikutusten ja saostumiskäyttäytymisen näkökulmasta”, kertoo akatemiatutkija Paavo Penttilä Aalto-yliopistolta.

Projektin tuloksia esitellään julkisessa seminaarissa ” Lignin in focus: Key results, industry cases, and future opportunities” 3.4.2025 (Innopoli2, Tekniikantie 14, Espoo). 

Ligniiniteemaista seminaaria ovat järjestämässä CLIC Innovation ja 4R Ecosystem, SmartRecovery-projekti sekä ExpandFibre-ohjelman siirtymävaihe 2025.