Sign In
Uutta tietoa huipputeknologiasta ja sen hyödyntämisestä, tietoa tulevaisuuden ratkaisuista ja palveluista päätöksenteon tueksi ja liiketoiminnan kehittämiseen. Kohdistettu VTT:n kumppaneille, asiakkaille sekä huipputeknologiasta ja sen sovelluksista kiinnostuneille.
Julkaisu tieteestä, teknologiasta ja liiketoiminnasta

FinnCERES, Miettunen, Kallio, Siipola-1627.jpg

Vihreämpää elektroniikkaa panimomäskistä ja männynkuoresta

Teksti: Leena Koskenlaakso I Kuvat: Timo Porthan | 7.11.2019

VTT ja Aalto-yliopisto tutkivat panimo- ja sellutuotannon sivuvirroista valmistettavan biohiilen käyttöä akkujen, superkondensaattoreiden ja aurinkokennojen raaka-aineena FinnCERES-lippulaivaohjelmassa.

Biomassasivuvirroista valmistettu biohiili on uusiutuva materiaali, jolla voidaan korvata fossiiliperäinen hiili. Biomassapohjaista biohiiltä voidaan myös käyttää raaka-aineena elektroniikkasovelluksissa, joiden avulla otetaan talteen, konvertoidaan ja varastoidaan energiaa.

Märkähiiltämällä valmistetun biohiilen käyttöä tutkitaan elektroniikkasovelluksissa Suomen Akatemian nelivuotisessa FinnCERES-lippulaivaohjelmassa, joka alkoi vuonna 2018.  

Teollisuuden halvat sivuvirrat hyötykäyttöön

– Tarvitsemme halvempaa ja ympäristöystävällisempää, mutta samalla energiatehokasta energian tuotantoa ja varastointia, jonka valmistuksessa ei tarvitse käyttää harvinaisia ja kalliita metalleja, sanoo VTT:n tutkija Virpi Siipola.

Siipolan johdolla VTT:llä on testattu erilaisia biohiilen raaka-aineeksi soveltuvia biomassoja. Parhaiten energiasovelluksiin sopiviksi osoittautuivat panimomäski ja männynkuorimassa.

̶  Panimomäski on ligniini- ja selluloosapohjainen biomateriaali. Se on panimoteollisuuden sivuvirtaa, jota käytetään yleensä eläinten rehuna. Mäskillä on se mielenkiintoinen ominaisuus, että se sisältää paljon typpeä, jota sähkökemian sovellukset tarvitsevat. Aktivoituna mäski sopii erityisesti aurinkokennoihin. Männynkuori sisältää myös typpeä, ja siitä tehty aktiivihiili taas soveltuu parhaiten superkondensaattoreihin, Siipola selittää.

VTT käyttää biohiilen valmistusmenetelmänä märälle raaka-aineelle soveltuvaa märkähiiltämistä (HTC eli hydrothermal carbonization) yhdistettynä kemialliseen aktivointiin. Niiden avulla hiileen luodaan lisää pinta-alaa ja huokoisuutta.

Biopohjaisia energian varastointisovelluksia

Akku- ja superkondensaattorisovelluksia kehittävää tutkimusryhmää Aalto-yliopistossa vetää professori Tanja Kallio.

̶  Olemme siirtymässä kohti kausiluontoista uusiutuvan energian tuotantoa sekä mobiilia elämäntapaa, jossa tarvitaan liikuteltavaa energian varastointia. Perinteisesti käytetyt materiaalit eivät kuitenkaan riitä turvaamaan uusiutuvan energian varastointitarvetta. Biopohjaiset energian varastointisovellukset voivat olla ratkaisu tähän ongelmaan, Kallio sanoo.

Biohiilestä tehtyjä akkuja ja superkondensaattoreita voisi käyttää mobiililaitteissa ja tuotantoprosessia ylös skaalaamalla myös ajoneuvoissa. Superkondensaattoreita käytetään jo nyt sähköautojen jarruissa jarrutusenergian välivarastointiin. Ne purkavat varastoitua energiaa akkuun.

̶  Ensimmäisten tutkimustulostemme mukaan biohiilellä on suurempi kapasiteetti kuin kaupallisilla materiaaleilla, mutta meidän täytyy edelleen kehittää ja optimoida biohiilen huokoisuusrakennetta, Kallio kertoo.

Kestäviä aurinkokennoja panimomäskistä

Aalto-yliopiston toisessa FinnCERES-projektiin osallistuvassa tutkimusryhmässä kehitetään väriaineherkistettyjä aurinkokennoja. Tutkimusryhmää vetää akatemiatutkija, dosentti Kati Miettunen.

̶  Aurinkokennoissa on kaksi elektrodia, valoelektrodi ja vastaelektrodi. Tutkimustyömme liittyy vastaelektrodeihin, jotka tyypillisesti tehdään harvinaisesta ja kalliista platinasta. Pyrimme käyttämään halvempia, ympäristöystävällisempiä ja paremmin saatavilla olevia materiaaleja, joita voi tuottaa eri lailla, esimerkiksi tulostamalla. Platinan voisi korvata biohiilellä, Miettunen sanoo.

̶  Olemme saaneet hyviä testituloksia VTT:n panimomäskillä. Sillä saa aikaan ison katalyyttisen pinta-alan ja lupaavan hyvän hyötysuhteen. Biohiilipohjaisen aurinkokennon elinikä on myös osoittautunut yllättävän hyväksi.


 

 

VTT Impulssihttps://www.vtt.fi/ImpulssiVTT Impulssi
Vähähiilinen energiahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Vähähiilinen-energia.aspxVähähiilinen energia
Terveys ja hyvinvointihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Terveys-ja-hyvinvointi.aspxTerveys ja hyvinvointi
Liiketoiminnan kehittäminenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Liiketoiminnan-kehittäminen.aspxLiiketoiminnan kehittäminen
Kestävät ja älykkäät yhteisöthttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kestävät-ja-älykkäät-yhteisöt.aspxKestävät ja älykkäät yhteisöt
Palvelut PK-yrityksillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Palvelut-PK-yrityksille.aspxPalvelut PK-yrityksille
Älykäs teollisuushttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Älykäs-teollisuus.aspxÄlykäs teollisuus
Digitaalinen maailmahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitaalinen-maailma.aspxDigitaalinen maailma
Biotalous ja kiertotaloushttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Biotalous-ja-kiertotalous.aspxBiotalous ja kiertotalous
Impulssi 2/2018https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2018.aspxImpulssi 2/2018
Yrittäjien velvollisuus on etsiä kasvuahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Yrittajien-velvollisuus-on-etsia-kasvua.aspxYrittäjien velvollisuus on etsiä kasvua
Energia-ala varautuu yhdessä kyberuhkiinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Energia-ala-varautuu-yhdessa-kyberuhkiin.aspxEnergia-ala varautuu yhdessä kyberuhkiin
Maailma vuonna 2030 – vastauksia huomisen kysymyksiinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Maailma-vuonn-2030-vastauksia-huomisen-kysymyksiin.aspxMaailma vuonna 2030 – vastauksia huomisen kysymyksiin
Kohti hiilineutraaleja materiaalejahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kohti-hiilineutraaleja-materiaaleja.aspxKohti hiilineutraaleja materiaaleja
Ilman hiilidioksidista raaka-aine polttoaineisiin, kemikaaleihin ja ruokaanhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ilman-hiilidioksidista-raaka-aine-polttoaineisiin-kemikaaleihin-ja-ruokaan.aspxIlman hiilidioksidista raaka-aine polttoaineisiin, kemikaaleihin ja ruokaan
Digitalisoimalla biotalous uudelle tasollehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitalisoimalla-biotalous-uudelle-tasolle.aspxDigitalisoimalla biotalous uudelle tasolle
Kohti uutta syöpähoitoa soluseulonnallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kohti-uutta-syopahoitoa-soluseulonnalla.aspxKohti uutta syöpähoitoa soluseulonnalla
Simon Kos, Microsoft: Tekoäly rynnii potilaan avuksihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Simon-Kos-Microsoft-Tekoaly-rynnii-potilaan-avuksi.aspxSimon Kos, Microsoft: Tekoäly rynnii potilaan avuksi
Uudenlaista liiketoimintaa selluloosastahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Uudenlaista-liiketoimintaa-selluloosasta.aspxUudenlaista liiketoimintaa selluloosasta
VTT hyödyntää Fabry-Perot interferometriteknologiaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Fabry-Perot-interferometriteknologia.aspxVTT hyödyntää Fabry-Perot interferometriteknologiaa
Tekoälyä opetetaan tunnistamaan, kuka hyötyy kemoterapiastahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tekoälyä-opetetaan-tunnistamaan,-kuka-hyötyy-kemoterapiasta.aspxTekoälyä opetetaan tunnistamaan, kuka hyötyy kemoterapiasta
5G:n avulla liikenneturvallisuus uudelle tasollehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/5Gn-avulla-liikenneturvallisuus-uudelle-tasolle.aspx5G:n avulla liikenneturvallisuus uudelle tasolle
Jari Gustafsson: Vanhoja ja uusia työjuhtia taantuman voittamiseksihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Jari-Gustafsson-Vanhoja-ja-uusia-taantuman-voittamiseksi.aspxJari Gustafsson: Vanhoja ja uusia työjuhtia taantuman voittamiseksi
Bisnesenkeli Sauli Törmälä: Kasvua kansainvälisiltä kentiltähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Sauli-Tormala-Kasvua-kansainvalisilta-kentilta.aspxBisnesenkeli Sauli Törmälä: Kasvua kansainvälisiltä kentiltä
Tuottoa sijoituksillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tuottoa-sijoituksille.aspxTuottoa sijoituksille
Matti Apunen: Meillä ei ole varaa olla ilman robottejahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Meilla-ei-ole-varaa-olla-ilman-robotteja.aspxMatti Apunen: Meillä ei ole varaa olla ilman robotteja
Robottiautojen esiinmarssihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Robottiautojen-esiinmarssi.aspxRobottiautojen esiinmarssi
Kalasatamasta älykkään energian mallialuehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kalasatamasta-alykkaan-energian-mallialue.aspxKalasatamasta älykkään energian mallialue
Solar Foods Oy: Räätälöityä ravintoa avaruustutkimuksen malliinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Solar-Foods-Oy-Raataloitya-ravintoa-avaruustutkimuksen-malliin.aspxSolar Foods Oy: Räätälöityä ravintoa avaruustutkimuksen malliin
Puhtaampaa kaupunkiliikennettä puupohjaisella dieselillähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puhtaampaa-kaupunkiliikennetta-puupohjaisella-dieselilla.aspxPuhtaampaa kaupunkiliikennettä puupohjaisella dieselillä
Robotiikka – monien mahdollisuuksien tekniikkaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Robotiikka-–-monien-mahdollisuuksien-tekniikkaa.aspxRobotiikka – monien mahdollisuuksien tekniikkaa
Fuusiosta kestävä ratkaisu energiapulaanhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Fuusiosta-kestävä-ratkaisu-energiapulaan.aspxFuusiosta kestävä ratkaisu energiapulaan
Kännykällä mielenrauhaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kannykalla-mielenrauhaa.aspxKännykällä mielenrauhaa
Impulssi 1/2016https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-1-2016.aspxImpulssi 1/2016
Teknologiahypestä asiakasymmärrykseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Teknologiahypesta-asiakasymmarrykseen.aspxTeknologiahypestä asiakasymmärrykseen
Kolmiulotteinen virtuaalitodellisuus ja lisätty todellisuus – Kohti uusia maailmojahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kolmiulotteinen-virtuaalitodellisuus-ja-lisätty-todellisuus-Kohti-uusia-maailmoja.aspxKolmiulotteinen virtuaalitodellisuus ja lisätty todellisuus – Kohti uusia maailmoja
Salofa tuo pikatestit terveyden ja ympäristön seurantaanhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Salofa-tuo-pikatestit-terveyden-ja-ympariston-seurantaan.aspxSalofa tuo pikatestit terveyden ja ympäristön seurantaan
Kyberturvallisuutta rokotusohjelman keinoinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kyberturvallisuutta-rokotusohjelman-keinoin.aspxKyberturvallisuutta rokotusohjelman keinoin
Selluloosakuitu herättää vanhan puuvillatekstiilin uuteen eloonhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Selluloosakuitu-herattaa-kaytetyn-puuvillatekstiilin-uuteen-eloon.aspxSelluloosakuitu herättää vanhan puuvillatekstiilin uuteen eloon
Infinited Fiber tuo muutoksen tekstiiliteollisuuteenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Infinited-Fiber-tuo-muutoksen-tekstiiliteollisuuteen.aspxInfinited Fiber tuo muutoksen tekstiiliteollisuuteen
LEO tuo älyä sylintereihinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/LEO-tuo-alya-sylintereihin.aspxLEO tuo älyä sylintereihin
Kaura on kysyttyä tavaraa maailmallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kaura-on-kysyttya-tavaraa-maailmalla.aspxKaura on kysyttyä tavaraa maailmalla
Elintarvikkeet muutoksessahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Elintarvikkeet-muutoksessa.aspxElintarvikkeet muutoksessa
Suomessa on paljon mikroelektroniikan erikoisosaamistahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomessa-on-paljon-mikroelektroniikan-erikoisosaamista.aspxSuomessa on paljon mikroelektroniikan erikoisosaamista
Tulevaisuuden kuluttajat ja kuluttajatutkijat kohtasivat makeathonissahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kuluttajat-ja-kuluttajatutkijat-kohtasivat-makeathonissa.aspxTulevaisuuden kuluttajat ja kuluttajatutkijat kohtasivat makeathonissa
Puolustusvoimat hakee etumatkaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puolustusvoimat-hakee-etumatkaa.aspxPuolustusvoimat hakee etumatkaa
Luotettavalla mittaustiedolla on olennainen rooli ilmastonmuutoksen hillitsemisessähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Luotettavalla-mittaustiedolla-on-olennainen-rooli-ilmastonmuutoksen-hillitsemisessä.aspxLuotettavalla mittaustiedolla on olennainen rooli ilmastonmuutoksen hillitsemisessä
Autonominen maailma on jo täällähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Autonominen-maailma-on-jo-taalla.aspxAutonominen maailma on jo täällä
Mitä ja miten tulevaisuudessa syödään?https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mita-ja-miten-tulevaisuudessa-syodaan.aspxMitä ja miten tulevaisuudessa syödään?
Riskienhallintaa mutkistuvassa maailmassahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Riskienhallintaa-mutkistuvassa-maailmassa.aspxRiskienhallintaa mutkistuvassa maailmassa