Tutkimus

Biomassan kestävä hyödyntäminen vauhdittaa vihreää siirtymää

Mies laboratoriossa
Kestävän jätteenkäsittelytekniikan pioneerin Chao Hen tavoite on rakentaa kansainvälinen jätteenkäsittelyn ja kiertotalouden kehittämisen keskittymä Tampereelle. Kuva: Jonne Renvall / Tampereen yliopisto
Tampereen yliopiston tutkijat kehittävät puhdasta ja vähähiilistä jätteenkäsittelyteknologiaa. Tenure track- professori Chao Hen tutkimusryhmän tavoitteena on esimerkiksi puhdistamolietteen hyötykäyttö märkähiiltotekniikan ja kemiallisen silmukkakaasutustekniikan avulla.

Chao Hen tutkimushanke Resurssien talteenotto puhdistamolietteestä integroidulla märkähiilto- ja kemiallisella silmukkakaasutusjärjestelmällä (HTC-CLG) käynnistyi syyskuussa. Hen vetämä Circular Economy Innovation (CEI) -tutkimusryhmä kehittää innovatiivista teknologiaa, joka tukee hiilineutraaliuden saavuttamista ja vähentää päästöjä.

Chao He on kansainvälisesti tunnustettu edelläkävijä kestävän jätteenkäsittelytekniikan alueella. Hänen tavoitteenaan on rakentaa Tampereesta kansainvälinen jätteenkäsittelyn ja kiertotalouden kehittämisen keskus.

– Tutkimme ja kehitämme ympäristöystävällisiä jätteenkäsittelyteknologioita ja -prosesseja, jotka tukevat siirtymää hiilineutraaliin yhteiskuntaan ja resurssitehokkaaseen talouteen, Chao He kertoo.

Tutkimusryhmän integroitua järjestelmää voidaan soveltaa korkean kosteus- ja typpipitoisuuden omaavien biomassajätevirtojen käsittelyssä. Lisäksi prosessi voi tarjota uusia mahdollisuuksia hyödyntää hiiltä resurssina. hiilidioksidivaroja.

Metsäteollisuuden ja maatalouden sivutuotteena syntyy suuria biomassajätevirtoja, joista osa päätyy polttolaitoksiin.

Me tutkimme, kuinka biomassaa voidaan esikäsitellä tehokkaasti ja tuottaa siitä puhdasta paljon vetyä sisältävää polttoainetta, He sanoo.

Arvokkaita kemikaaleja ja polttoainetta jätteestä

Jätevedenpuhdistamoilla syntyy puhdistamolietettä, joka on käynyt läpi useita fysikaalisia, kemiallisia ja biologisia puhdistusprosesseja. Lisääntyvän kaupunkirakentamisen ja tiukentuneiden ympäristönsuojelumääräysten seurauksena puhdistamolietettä syntyy yhä enemmän.  

Chao Hen tutkimusryhmä kehittää katalyyttistä termokemiallista prosessia, jonka avulla jätevirroista saadaan talteen arvokkaita ravinteita – esimerkiksi fosforia, joka on rajallinen luonnonvara – sekä ympäristöystävällistä synteettistä polttoainekaasua.

Tavoitteenamme on kehittää integroitu termokemiallinen järjestelmä, jonka toiminta on kattavasti optimoitu katalyytin suunnittelun, kemiallisten reaktioiden, prosessien ohjaamisen ja integroinnin osalta, He sanoo.

Hen mukaan puhdistamolietteen kalsiumoksidikäsittelyn ja märkähiiltotekniikan avulla lietteestä saadaan tehokkaammin talteen ravintoaineita, kuten typpeä ja fosforia. Lisäksi ne estävät tervayhdisteiden ja typpioksidien muodostumista kemiallisen silmukkakaasutustekniikan (chemical looping gasification, CLG) sivutuotteena.

Termokemiallisen järjestelmän kehittäminen ja optimointi mahdollistaa hiilidioksidin sidonnan märkähiiltoprosessissa syntyvään märkähiileen sekä puhtaan ja tervayhdisteitä sisältämättömän synteesikaasun muodostamisen, He kertoo.

Monitieteellistä tutkimusta yhteistyössä kansainvälisten kumppaneiden kanssa

Chao Hen tutkimusryhmän monitieteellisessä tutkimuksessa yhdistyy ympäristö- ja energiatekniikan, termokemiallisten ja fysikaaliskemiallisten prosessien, kemiallisen reaktiotekniikan, materiaalikehityksen ja sovelletun katalyysin osaaminen.

He toimii tenure track -professorina osana Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnan bio- ja kiertotalouden tutkimusryhmää. Hän vetämäänsä tutkimusryhmään kuuluu tällä hetkellä yksi tutkijatohtori, yksi tutkija ja kaksi tohtoritutkijaa.  

Vuoden 2026 elokuuhun jatkuvaa HTC-CLG -tutkimushanketta rahoittaa Suomen akatemia. Tampereen yliopisto tekee lisäksi hankkeessa yhteistyötä Nanyangin teknillisen yliopiston (Singapore), Norjan teknis-luonnontieteellisen yliopiston ja Luulajan teknillisen yliopiston (Ruotsi) kanssa.

Lisätiedot

Chao He
puh. 050 476 6776
chao.he [at] tuni.fi

Teksti: Anna Aatinen
Kuva: Jonne Renvall

Aiheeseen liittyviä uutisia

Uusimmat uutiset kategoriassa Tutkimus

Uusimmat uutiset