Lupaavia menetelmiä ligniinin eristämiseksi

V TT:n ja Aalto-yliopiston yhteinen ”SmartRecovery to boost lignin commercialization -hanke on edennyt loppusuoralle. Tammikuussa 2023 käynnistetyn, Business Finlandin ja mukana olevien yhteistyöyritysten rahoittaman projektin tavoitteena oli edistää ligniinin kaupallista hyödyntämistä. Mukana on niin biojalostamoja, teknologian kehittäjiä kuin loppukäyttäjiäkin.

”Lähtökohtana oli kehittää biopohjaisia vaihtoehtoja fossiilisille tuotteille, joihin ligniini soveltuu hyvin. Usein perinteisesti eristettyä ligniiniä pitää muokata eristyksen jälkeen, jotta siitä tulisi helposti hyödynnettävää. Projektissa kehitimme uusia ligniinin eristämismenetelmiä, jotta saisimme sitä suoraan sopivaan muotoon erilaisia sovelluksia varten”, hankkeen projektipäällikkönä toimiva tutkija Miriam Kellock VTT:ltä kertoo. 

Ligniiniä akkuihin

Projektin aikana on työskennelty erilaisten biomassojen kanssa. Erityisen lupaavia tuloksia saatiin sellunkeiton sivutuotteena syntyvästä mustalipeästä eristetystä kraftligniinistä.

”Membraaniteknologialla eristetty kraftligniini sopii erittäin hyvin kovahiilen tuotantoon, ja ligniinistä hiiltämällä valmistettu kovahiili toimii litiumioniakkukokeissa yhtä hyvin kuin vastaava kaupallinen kovahiili.”

Vehnänoljista ligniini eristettiin organosolv-keiton jälkeen saostamalla, ja tutkimuksessa keskityttiin siihen, miten eristysolosuhteet vaikuttavat tuotetun ligniinin laatuun. Tällä menetelmällä eristettyä ligniiniä voitaisiin käyttää esimerkiksi biopohjaisissa liimoissa.

Helpompaa laadunvalvontaa

Biomassan laatu vaihtelee, ja siitä saatavan ligniinin laatu voi vaihdella huomattavasti esimerkiksi raaka-­aineen alkuperän ja eristysolosuhteiden mukaan, joten on tärkeää pystyä mittaamaan eri ominaisuuksia.

”Perinteiset analysointimenetelmät ovat työläitä, joten kehitimme nopeita karakterisointimenetelmiä, joilla spektrin analyysin ja mallinnuksen avulla saadaan runsaasti tietoa ligniinin ominaisuuksista tehokkaasti.”

Lisäksi arvioitiin prosessien ympäristövaikutuksia ja kaupallista potentiaalia.

”Elinkaarianalyysi antoi hyvät tulokset erityisesti kraftligniiniprosessille, eli kehittämämme eristysmenetelmä on ympäristön kannalta kestävämpi kuin tällä hetkellä yleisesti käytössä oleva menetelmä.”