Tutkijat kehittävät uusia tuoteominaisuuksia hiilimateriaaleja räätälöimällä

VTT ja Tampereen teknillinen yliopisto kehittävät Tekesin rahoittamassa BioPreCarb-projektissa menetelmiä öljypohjaisten materiaalien korvaamiseksi suomalaisella puulla. Muotoilemalla puuraaka-aineen yhdisteistä räätälöityjä hiilimateriaaleja, voidaan valmistaa uudentyyppisiä komposiitteja, pinnoitteita ja elektrodeja.

Puun selluloosasta, hemiselluloosasta ja ligniinistä valmistetut polymeerit ovat elastisia ja helposti muovailtavissa erilaisiksi rakenteiksi. Hiili puolestaan on haurasta. Hiillyttämällä polymeereistä muokatut esirakenteet, on mahdollista valmistaa teollisesti räätälöityjä nano-, mikro- ja makrohiilirakenteita, jotka eivät muuten olisi mahdollisia.

Hiilen avulla voi vaikuttaa moniin tuoteominaisuuksiin, kuten komposiitin lujuuteen, materiaalin lämmön- ja sähkönjohtavuuteen, kuumuuden kestävyyteen ja rakenteiden pinta-alaan.

Räätälöityjen hiilien sovelluskohteita ovat esimerkiksi komposiitit, kulumista estävät pinnoitteet, voiteluaineet, elektrodit ja katalyyttien kantajarakenteet. Aktiivihiili sopii myös erotus- ja puhdistusprosesseihin. Monet sovelluksista ovat merkittäviä tulevaisuuden energiatalouden, ympäristön puhtauden ja juomaveden saatavuuden kannalta.

Tekesin rahoittamassa BioPreCarb-projektissa (Bio-Based Tailored Precursors for Advanced Carbons and Applications) selvitetään, mitkä ovat teknologisesti ja liiketoiminnan kannalta parhaat vaihtoehdot korvaamaan öljypohjaisia hiilimateriaaleja biopohjaisilla.

Esimerkiksi voiteluöljystä noin 10 % koostuu lisäaineista: nanopartikkeleista, jotka voidaan korvata puolet halvemmilla biopohjaisilla nanohiilimateriaaleilla. Voitelu- ja lisäaineissa käytettävien partikkeleiden lisäksi hiilimateriaalit voivat olla kuitumaisia, jolloin ne parantavat komposiitin lujuutta tai kolmiulotteisia vaahtomaisia rakenteita, jolloin ne soveltuvat esimerkiksi korkean lämpötilan eristeisiin.

VTT:llä ja Tampereen teknillisellä yliopistolla on kokemusta puupohjaisista raaka-aineista, niiden erottamisesta ja muokkaamisesta sekä erilaisista prosessointimenetelmistä, joilla valmistetaan partikkeleita, kuituja, tasorakenteita ja kolmiulotteisia rakenteita polymeereistä. Osaaminen kattaa myös lämpökäsittelymenetelmät, joilla valmistetaan esimerkiksi amorfista, grafiittisia ja aktivoituja hiiliä.

Tutkimuskumppaneiden tavoitteena on nostaa suomalaisen puun jalostusarvoa ja löytää suomalaiselle teollisuudelle uusia keinoja saada jalansijaa maailman kasvavilla hiilimateriaalimarkkinoilla.

Kaksivuotinen BioPreCarb-projekti (Bio-Based Tailored Precursors for Advanced Carbons and Applications) päättyy kesäkuussa 2015. Projektin aikana haetaan erilaisia ratkaisuvaihtoehtoja, joista parhaat valitaan jatkotutkimuksiin.

Lisätietoja:

VTT, tutkija Pirjo Heikkilä, puh. 020 722 3077, pirjo.heikkila@vtt.fi

Tampereen teknillinen yliopisto, professori Jyrki Vuorinen, puh 040 849 0110, jyrki.vuorinen@tut.fi

MEDIAMATERIAALI verkossa: http://www.vtt.fi/news/2014/12032014_hiillytys.jsp



Lisätietoja VTT:stä:

Olli Ernvall
Viestintäjohtaja
puh. 040 840 0288
olli.ernvall@vtt.fi
www.vtt.fi

VTT (Teknologian tutkimuskeskus VTT) on kansainvälisesti verkottunut, moniteknologinen tutkimuskeskus, joka tuottaa asiakkailleen korkeatasoisia teknologisia ratkaisuja ja innovaatiopalveluja. VTT lisää asiakkaidensa kansainvälistä kilpailukykyä ja edistää näin yhteiskunnan kestävää kehitystä, työllisyyttä ja hyvinvointia. Joka kolmas suomalainen teknologiainnovaatio sisältää VTT:n osaamista. VTT:llä työskentelee 2900 eri alojen asiantuntijaa. VTT:n liikevaihto on 320 M€. VTT:n päätoimipisteet ovat Espoossa, Tampereella, Oulussa ja Jyväskylässä.

Avainsanat:

Yrityksestä

Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy on yksi Euroopan johtavista tutkimus- ja teknologiaorganisaatioista. Tuotamme teknologiseen ja tieteelliseen osaamiseemme pohjautuvia innovaatiopalveluja asiakkaillemme ja yhteistyökumppaneillemme. Käytämme vuosittain 4 000 000 tuntia aivovoimaa uusien älykkäiden teknologioiden, kilpailukykyä tehostavien ratkaisujen sekä innovatiivisten palvelujen tuottamiseen.

Tilaa