Paljuvaenatud CO2-st saab kasulike toormaterjalide allikas, mis võib kunagi aidata inimkonnal Marsi-koloonia luua.
„CO2 peetakse kasutuks jääkaineks, aga meie teadlased püüdsid leida sellele kasutusvõimalusi,“ sõnas Dr. Sebastian Pohlmann, kes juhib tehnoloogiavaldkonda Eesti iduettevõttes UP Catalyst, mille eesmärk on kasutada CO2 elektriautode akude ning kaitse- ja ehitustööstuses vajalike toormaterjalide valmistamiseks. „Näeme, et niinimetatud jääkainest võib saada midagi üsna väärtuslikku.“
Kliimamuutuste pidurdamine ja kriitiliste toorainete hankimine on kindlalt Euroopa prioriteetide hulgas. UP Catalyst leidis viisi kliimamuutusi põhjustavast CO2-st süsiniknanomaterjalide ja Euroopa akutööstusele vajaliku grafiidi tootmiseks.
Väärtuslikud süsiniknanomaterjalid
UP Catalysti teadlased uurisid Tallinnas asuvas Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituudis NASA poolt tehiskaaslastel hapniku genereerimiseks loodud protsessi nimega Molten Salt Carbon Capture and Electrochemical Transformation (MSCC-ET) ning avastasid, et atmosfääri paisatavat CO2 võiks kasutada tööstusele vajalike toorainete, näiteks süsiniknanotorude ja grafiidi tootmiseks.
Süsiniknanomaterjalide ja grafiidi tähtsamad kasutusvaldkonnad
- Energeetika: süsiniknanomaterjale kasutatakse uut tüüpi akudes, kütuseelementides, superkondensaatorites ja päikesepaneelides. Grafiidil põhinevaid akutehnoloogiaid iseloomustab suur energiatihedus.
- Värvid ja muud pinnakattevahendid: süsiniku lisamine võib suurendada pinnakattevahendite elektrijuhtivust, mehaanilist tugevust ning tule- ja korrosioonikindlust.
- Ehitustööstus: süsiniknanomaterjalidele iseloomuliku suure elastsuse, tõmbetugevuse ja katkemistugevuse tõttu kasutatakse neid lisandina betoonis, et saavutada vajalik tugevus väiksema betoonikogusega.
- Komposiitmaterjalid: elektrijuhtivuse, termilise ja keemilise stabiilsuse, elastsuse, suure suhtelise pindala ja muude omaduste tõttu sobivad need ideaalselt uute komposiitmaterjalide loomiseks.
- Filtrisüsteemid: süsiniknanomaterjale kasutatakse laialdaselt magestites ja veepuhastussüsteemides filtrimaterjalina või membraanide koostises. Õhufiltrites aitavad need gaase püüda.
- Elektroonika: grafeeni ja süsiniknanotorusid peetakse elektroonikatööstuse tulevikumaterjalideks. Näiteks sobivad süsiniknanotorud väljatransistoride kanalimaterjaliks.
Süsinikunegatiivne protsess
Võrreldes praegu tööstuses kasutatava peamiselt Hiinast imporditud sünteetilise grafiidiga on UP Catalysti sünteetilisel grafiidil olulisi eeliseid. Kui enamasti valmistatakse sünteetilist grafiiti naftatööstuse jääkidest kõrgel temperatuuril ja suure CO2 heitega, siis UP Catalysti protsessis vajalik CO2 pärineb biogaasist ja elektrienergia taastuvatest allikatest. Protsess tervikuna on süsinikunegatiivne.
„Traditsioonilisel viisil naftatööstuse jääkidest valmistatav sünteetiline grafiit on väga CO2-mahukas toode,“ selgitas Euroopa Investeerimispanga ekspert Jonas Wolff. „UP Catalyst kasutab biokütuste põletamisel tekkivat CO2, püüdes CO2 kinni enne selle atmosfääri paiskamist ja sidudes süsiniku pikaajaliselt, et see ei saaks panustada kliimamuutusesse.“
Lisaks kliimamõju vähendamisele võib UP Catalysti protsess aidata Euroopa Liidul vähendada sõltuvust Hiina grafiitmaterjalidest, mis moodustavad siin kasutatavatest praegu ligikaudu 95%. Tehnoloogia perspektiivikusest annab tunnistust Euroopa Komisjoni hiljutine otsus kaasata ettevõtte veerand miljoni tonni CO2 grafiidiks muundamise projekt 47 strateegilise kriitiliste toormaterjalide projekti hulka, millega kaasneb koordineeritud toetus komisjonilt, liikmesriikidelt ja finantsasutustelt, aga ka tegevuslubade väljastamine lihtsustatud korras.
Palju raha sammhaaval
Euroopa Investeerimispank panustab UP Catalysti uude tehasesse 18 miljonit eurot riskilaenuna, mis on mõeldud alustavate ettevõtete investeeringute rahastamiseks omanike osalust lahjendamata. Laen on tagatud Euroopa Liidu eelarvest ning raha kasutatakse kahe uue keemiareaktori rajamiseks projektis, mille hinnanguline kogumaksumus on 46,43 miljonit eurot.
„Meie protsess põhineb niinimetatud süvatehnoloogial,“ selgitab UP Catalysti tehnoloogiajuht Pohlmann. „Tegu pole pelgalt tarkvaraarendusega. Tuleb luua uued seadmed ja keemiatööstuslikud protsessid ning see kõik nõuab raha mitmes arendusetapis. EIP laenu plaanime kasutada kolmanda ja neljanda põlvkonna tehnoloogia rakendamiseks esimeses piloottehases.“
„Laboris oleme jõudnud grammidest kilogrammide tootmiseni, aga turul osalemiseks peame saavutama tootmismahu sadades kilogrammides päevas,“ põhjendas Pohlmann.
See Eesti ettevõte sihib kõrgele. Lisaks teeb UP Catalyst koostööd Euroopa Kosmoseagentuuriga, leidmaks võimalusi hapniku tootmiseks Marsil, mille atmosfääris on 96% CO2 kõrval kõigest 0,1% hapnikku.
