5.10.2021
De fossila koldioxidutsläppen ska bort, billigare el från förnybara energikällor och hållbar värmeteknik i våra byggnader ska in. Men hur? Finland ska vara koldioxidneutralt 2035 och Ron Zevenhovens forskningsteam vet hur man kunde göra får att nå målet.
Dagens energi- och processteknik jobbar på högvarv för att få till stånd förändringar inom el- och värmeproduktion, men även industrierna som producerar metaller, bränsle, cement, kalk, plast och många andra produkter behöver ställa om. Ett sätt att bli av med koldioxid från industrier är att lagra den under jorden, en möjlighet som dessvärre inte finns i Finland.
Ron Zevenhoven, professor i teknisk termodynamik och modellering vid laboratoriet för process- och systemteknik vid Åbo Akademi, och hans team vet hur man i stället kan göra för att rentav dra nytta av koldioxiden. De arbetar med något som kallas mineralisering. Det är ett sätt att ta tillvara och lagra koldioxid genom att producera karbonat med hjälp av exempelvis gruvavfall som innehåller magnesium. Zevenhovens team har lyckats utveckla ett antal processalternativ som gör att man kan få magnesium ur gruvavfall att reagera med koldioxid utan att behöva förseparera koldioxiden från gasutsläpp. Tack vare det därmed minskade energibehovet gör det här att processerna blir konkurrenskraftiga.
– Finlands stora resurser av magnesiumsilikatbaserat gruvavfall produceras fortlöpande och är idag flera hundra miljoner ton. Det här kan användas för att producera magnesiumkarbonat, kiseldioxid och metaller. Om vi tillsammans med våra samarbetspartner lyckas ta vårt arbete till industrin skulle det kunna betyda att Finland kan uppfylla sina utsläppsminskningskrav inom utsatt tid, säger Zevenhoven.
Det forskningsarbete Zevenhovens team sysslar med handlar om olika varianter av en process där man i den senaste varianten använder sig av membranelektrodanalys för att extrahera magnesium ur gruvavfall och separera salter och metaller som järn och nickel från processlösningarna. De fasta produkterna som uppstår under mineraliseringen av koldioxid kan sedan användas som byggmaterial.
– Det magnesiumkarbonatmaterial vi får i den processen har visat sig kunna användas för värmelagring, och det i sin tur öppnar för enorma möjligheter.
Värmelagring och värmeproduktion har styrt in tankarna i Zevenhovens forskargrupp också på ett annat spår, nämligen att analysera och utveckla teknik och teknologi med bättre verkningsgrad baserade på förnybar el i stället för på förnybart bränsle. Ett exempel är värmepumpar ämnade för industriella tillämpningar. Forskarteamet arbetar också med möjligheten att kyla byggnader via så kallad passiv kylning. För det här ändamålet har man utvecklat ett takfönster som ger passiv kylning utan extern energitillförsel.
– Konventionell luftkonditionering och att ha en trevlig inomhustemperatur kräver en hel del el, men framtidens energiteknik för byggnader utvecklas snabbt och vi hoppas kunna lansera ett takfönster baserad på vårt koncept som kommersiell produkt. Solenergi, värmelagring med exempelvis magnesiumkarbonat, passiv kylning och eldrivna bilar erbjuder nollutsläpp och kan dessutom vara helt eller nästan helt bortkopplade från el- och värmenätverk. Tänk, framtida utopier närmar sig med stormsteg!
Fakta: Teknologier för en hållbar framtid
- Åbo Akademi har fyra forskningsprofiler, varav Teknologier för en hållbar framtid är en. Profilen är mångvetenskaplig och har som mål att finna tekniska lösningar som kan hejda den pågående klimatförändringen och bidra till en ren miljö och ett hållbart samhälle.
- Inom forskningsprofilen utvecklas metoder och teknik som stöder övergången till hållbar produktion och energiförsörjning. Speciellt fokus läggs på att utveckla ny teknologi för att ersätta fossila råvaror med förnybara resurser såsom biomassa och solenergi.
- Finland, med sina stora skogsresurser och världsledande företag, har en unik möjlighet att inta en ledande roll i hur man kan utnyttja molekyler från biomassa för att ersätta fossila råmaterial.
- Även för utvecklingen av nya billiga och miljövänliga material för solceller är potentialen enorm: endast 0,01 % av solenergin som når jordens yta skulle räcka till för att täcka hela världens energibehov.
- Profilområdets styrka ligger i en slagkraftig kombination av djupt kunnande inom naturvetenskap, kemiteknik samt process- och energiteknik.
Klicka här för att läsa mera om forskningsprofilen och hur du kan bidra.