Akkuja ja hiilikuitua puusta
Sähkön varastointitarve kasvaa maailman digitalisoitumisen ja sähköautoistumisen myötä. Maailmanlaajuisten akkumarkkinoiden odotetaan kymmenkertaistuvan viidessä vuodessa.
Akkumateriaalien kysynnän kasvu on ymmärrettävää, sillä yhden täyssähköauton valmistamiseen käytetään muutamia kymmeniä kiloja hiiltä. Sähköbusseissa määrä on lähemmäs sata kiloa ja tulevaisuuden meriliikenteessä jopa tuhansia kiloja laivaa kohti. Akkumetallit, kuten litium, ovat haluttuja ja koko ajan kallistuvia materiaaleja. Hyvä uutinen on, että akkumateriaaleja voidaan valmistaa myös puusta.
Stora Enso rakentaa Kotkan Sunilaan parhaillaan koelaitosta, jossa tullaan valmistamaan puupohjaista hiiltä akkuteollisuuden raaka-aineeksi. Muuntamalla puusta eroteltu ligniini kovahiilipohjaisiksi anodimateriaaleiksi voidaan korvata litiumioniakuissa yleisesti käytettävää uusiutumatonta synteettistä grafiittia.
Stora Enso Biomaterials -divisioonan innovaatiojohtaja Lauri Lehtonen kertoo koelaitoksen rakentamisen edenneen suunnitellusti. Tehdas valmistuu ensi vuoden ensimmäisellä kvartaalilla.
– Ligniini puristetaan erilleen havusellumassan sivutuotteesta, mustalipeästä, LignoBoost-menetelmällä. Sen jälkeen ligniini kuivataan ja pakataan. Sunilan biojalostamo valmistaa ensimmäisenä maailmassa huippukuivaa ligniiniä männystä ja kuusesta, Lehtonen valottaa.
Raaka-ainetta Sunilan tehdasalueella riittää, sillä ligniinin vuotuinen tuotantokapasiteetti on 50 000 tonnia, mikä tekee Stora Ensosta maailman suurimman kraft-ligniinin tuottajan.
Stora Enson tuottamalla ligniinillä korvataan tällä hetkellä öljypohjaisia fenoleja, joita käytetään muun muassa vanerin, LVL-viilupuun, paperilaminaatin ja eristemateriaalin hartseissa.
– Biomassan hiilettämisen perusperiaate on tunnettu vuosikymmenien ajan. Prosessimme on räätälöity omiin ligniinilaatuihimme sopivaksi, jotta teknistä hiilimateriaalia voidaan käyttää väliaineena elektrodimateriaaleissa. Kyseinen toteutus on tietojemme mukaan ainutlaatuinen maailmassa. Tuotekehitystä olemme tehneet Suomessa ja Ruotsissa.
Tähän tulee nosto. Tähän tulee nosto.Tähän tulee nosto.Tähän tulee nosto.Tähän tulee nosto.
Uusien innovaatioiden pilotointivaihe kestää tyypillisesti 2–3 vuotta. Sen jälkeen Stora Enso tekee päätökset uuden tuotteen mahdollisesta kaupallistamisesta ja varsinaisesta teollisesta tuotannosta.
Akkujen lisäksi ligniinin toinen mielenkiintoinen käyttökohde on hiilikuitu, jonka kysyntä kasvaa maailmassa kymmenen prosentin vuosivauhdilla. Stora Enso on edennyt hiilikuidun kanssa käynnistämällä yhteistyön saksalaisen, teollisuusviskoosikuituja valmistavan Cordenkan kanssa.
– Yhteistyön tavoitteena on kehittää hiilikuituja kevyitä ja korkeaa mekaanista suorituskykyä vaativiin teollisuussovelluksiin. Uudenlaista hiilikuitua voitaisiin käyttää esimerkiksi tuulivoimaloiden roottorien siipien valmistuksessa ja ajoneuvoissa, Lehtonen kertoo.
– Nykyään hiilikuitu tehdään polyakryylinitriilistä, joka on öljypohjainen materiaali. Biopohjaisten hiilikuitujen raakamateriaalit ovat puusta saatavat selluloosa ja ligniini. Biopohjaisessa hiilikuidun valmistusprosessissa kehruuliuos valmistetaan jalostamalla selluloosa viskoosiksi ja sekoittamalla se ligniinin kanssa. Liuos kehrätään esiastekuiduksi, joka muunnetaan hiilikuiduksi lämmön avulla, Lehtonen selventää.