Tanja Kallio: Vetytalouden vallankumoukselle vauhtia

Vedyn tuottaminen elektrolyysereillä on yksi kiinnostusta herättävistä tavoista muuttaa uusiutuva energia uudelleenkäytettävään muotoon: selvityksen alla on muun muassa se, miten järjestelmän automaatio ja sähköistys optimoidaan niin, että prosessista tulee aiempaa energiatehokkaampaa. Power-to-X-fokusalue keskittyy juuri tämänkaltaisiin vetyklusterin kysymyksiin, ja keskeisenä osana työtä on Suomen vetyosaamisen kehityshanke FinH2. Siinä on tutkimuslaitoksista mukana Aallon lisäksi myös VTT ja LUT, ja ABB veturivoimana vie vetyosaamisen kehittämistä eteenpäin.

Vetytalouden vallankumousta on vauhdittamassa aitiopaikalta kemian ja materiaalitieteen laitoksen professori Tanja Kallio. Kallio on paitsi yksi syksyllä perustetun Aalto-yliopiston vetyinnovaatiokeskuksen johtajista, myös tutkimusryhmineen FinH2-hankkeessa kehittämässä uusia menetelmiä vedyn elektrolyysiin.

Tutkijoiden kiinnostuksen kohteena on erityisesti kaksi pisimmällä olevaa elektrolyysiteknologiaa, eli jo pitkään markkinoilla ollut (’well-established’) alkalinen elektrolyysi sekä nouseva menetelmä polymeeri-membrane-, eli PEM-elektrolyysi. Kallio sanoo näiden kahden olevan tällä hetkellä kypsimmät elektrolyysiteknologiat, ja hän näkee niiden jakavan markkinat lähivuosina.

”Meidän tehtävämme on elektrokatalyytin kehittäminen. Nousevassa teknologiassa, eli PEM-elektrolyyserissä käytetään jalometalleja, ja niiden riittävyyden kanssa on sekä geopoliittisesti että määrällisesti kriittisiä ongelmia. Joten pyrimme kehittämään uutta katalyyttiä, jossa ei näitä jalometalleja olisi”, Kallio kuvailee.

Tällä hetkellä kehitystyö tähtää siihen, ettei jalometalleja tarvittaisi katalyytissä lainkaan, mutta Kallion mukaan vaihtoehtona on sekin, että jalometalleja käytettäisiin vähemmän. Tutkimuksen alla on erityisesti se, miten katalyytin kestävyyttä saataisiin ilman jalometalleja parannettua. Samoin pitää selvittää, kuinka paljon jalometallittomien katalyyttien käyttö elektrolyyseriprosessissa saa laskea tehokkuutta, että se olisi vielä hyväksyttävissä rajoissa.

Matkalla vetytalouteen ja vihreämpään yhteiskuntaan on kuitenkin paljon muitakin kysymyksiä, jotka pitää pystyä ratkaisemaan.

”Vihreä siirtymähän tarkoittaa siirtymistä mineraalitalouteen, eli tuulivoima, aurinkovoima, akut, vetyteknologia; ne kaikki perustuvat erilaisiin metalleihin ja mineraalien käyttöön. Meidän pitää laajasti selvittää ja uudelleen arvioida materiaalivarannot ja -ketjut, mitä materiaalia kannattaa olla missäkin. Enkä näe, että ihan lyhyellä aikavälillä näitä kysymyksiä tullaan ratkaisemaan”, Kallio sanoo.

Vetytalouden ja sitä kautta vihreän siirtymän kysymyksiä ratkomaan Aalto-yliopistoon on perustettu vetyinnovaatiokeskus, joka kokoaa eri korkeakoulujen osaajia ratkomaan kriittisiä kysymyksiä yhdessä. Kallio näkeekin suuren vahvuuden Aalto-yliopiston monitieteisyydessä.

”Meillä on vetyosaamista monessa eri korkeakoulussa ja näin mahdollisuus tehdä oikeasti yhteistyötä: on jo olemassa ketju osaajia molekyylitasolta aina systeemitasolle. Nyt me olemme muodostamassa vetytutkimukselle tavallaan sateenvarjoa, jonka alle kootaan professoreita ja tutkijoita ja saadaan sitä kautta yhteisiä projekteja vetyinnovaatioiden parissa”, Kallio sanoo.