Hyppää sisältöön
3.6.2022 | Artikkeli

Oulun yliopiston tutkijat tutkivat päästöjen alentamista vedyn avulla usein eri tavoin

Oulun yliopistosta on tullut yksi tärkeimmistä vetytutkimuksen keskuksista Suomessa. Oulun yliopiston tutkijat esittelivät vetyyn liittyvän tutkimuksensa tuloksia torstaina 5.5.2022 BotH2nia Goes Oulu-tapahtumassa. Tutkijoita oli kuuntelemassa noin 60 henkeä paikalla Oulun yliopistossa ja noin saman verran etänä webinaarin yleisönä.

Kuva: Tero Suutari/BusinessOulu.

Oulun yliopiston tutkijat tutkivat päästöjen alentamista vedyn avulla usein eri tavoin

Sähkön suunnaton tarve on yksi vedyntuotannon kasvattamisen pahimmista pullonkauloista. Ongelman ohittamiseksi Oulun yliopistossa tutkitaan myös tähän asti vähemmän tunnettuja tapoja tuottaa vetyä.

Professori Marko Huttulan johdolla yliopistossa tutkitaan valokatalyysiä, jossa vedestä tehdään vetyä auringonvalon avulla – ilman sähköä. Kemiallista reaktiota kiihdyttävä katalyytti kerää energiaa suoraan valosta ja käyttää sen vesimolekyylien hajottamiseen. Lopputuloksena syntyy puhdasta vetyä ja happea.

Periaate on tunnettu jo 50 vuotta. Koska auringonvaloa ei ensin muunneta elektrolyysissä käytettäväksi sähköksi, tapa voi tarjota Huttulan mukaan halvimman ja sähköenergiatehokkaimman tavan tuottaa vetyä.

”Uskon, että näemme pilottilaitoksia vielä tällä vuosikymmenellä”, Huttula sanoo.

Professori Riitta Keiski ja yliopistonlehtori Anne Heponiemi NANOVALO-projektissa rakennetun valokatalyysilaitteen äärelläVedystä ja siitä jalostetuista yhdisteistä liikenteen polttoaineina puhunut professori Riitta Keiski Oulun yliopiston teknillisen tiedekunnan laboratoriossa, yliopistonlehtori Anne Heponiemen kanssa NANOVALO-projektissa rakennetun valokatalyysilaitteen (veden puhdistus ja vedyn tuottaminen) äärellä. Kuva: Tero Suutari/BusinessOulu.

Vedyn riittämätön tuotanto jarruttaa vedyn käyttöä liikenteessä

”Vedyn tuotanto on suurin este vedyn käyttämisessä liikenteessä. Liikenteeseen sopiva teknologia vedyn käyttämiseksi on jo olemassa”, muistuttaa professori Juho Könnö.

”Vedyn käyttö ei välttämättä vähennä liikenteen päästöjä”, Könnö muistuttaa. ”Jos vety tuotetaan fossiilisella energialla, vetyauton hiilidioksidin kokonaispäästöt voivat nousta lähes samalle tasolle kuin uusilla dieselautoilla.”

Vetyjalosteiden avulla vetyä voidaan hyödyntää polttoaineissa ilman merkittäviä sijoituksia jakeluinfrastruktuuriin.

”Biokaasusta fossiilitonta biovetyä ja puhdasta energiaa (GREENE) -hankkeessa kehitetään ja rakennetaan jatkuvatoiminen pilot-mittakaavan laitteisto vedyn tuotantoon”, kertoi projektissa asiantuntijana toimiva professori Riitta Keiski.

Projektissa vedyn tuotannon yhteydessä syntyvä hiilimonoksidi hyödynnetään prosessin energianlähteenä.

Laborantti Juhani Väisänen tutkimuksen parissa Oulun yliopiston teknillisen tiedekunnan laboratoriossa. Laborantti Juhani Väisänen tutkimuksen parissa Oulun yliopiston teknillisen tiedekunnan laboratoriossa. Kuva: Tero Suutari/BusinessOulu.

Kevyempi teräs vähentää liikenteen päästöjä

Oulun yliopiston keskeiset tutkimusalueet kattavat myös teräksen tuotannon tutkimisen. Professori Timo Fabritius korostaa, että on olemassa useita vetyä hyödyntäviä teknologioita teräksen valmistuksen päästöjen vähentämiseksi terästä valmistettaessa. Nyt ensiksi käyttöön otettavien valmistustapojen rinnalle terästuotantoon ollaan kehittämässä esimerkiksi vetyplasmateknologiaa sekä mikroaaltoavusteista vetypelkistystä.

Teollisuusmaissa käytetään terästä henkeä kohden vuodessa keskimäärin noin 300 kg ja kehitysmaissa 200 kg. Kuluttamistamme metalleista 85 % on terästä. Tämän takia jo teräslaatuja kehittämällä voidaan vähentää merkittävästi haitallisia päästöjä ympäristöön. Aina kun auton painoa vähennetään 100 kg, vähentyvät myös perinteisten polttomoottoriautojen hiilidioksidipäästöt noin 6 grammaa ajokilometriä kohden.

”Siirtymällä käyttämään ultravahvaa terästä voidaan päästöjä vähentää liikenteessä ainakin 70 prosenttia. Käyttämällä ultravahvoja teräksiä voidaan esimerkiksi autojen koreja keventää huomattavasti”, kertoo tutkija Jukka Kömi.

Teräslaatujen kehittäminen on luontevaa, sillä nykyään on kaupallisesti tarjolla jo 70 000 erilaista teräslaatua.

Professori Jukka Kömi esittelee Oulun yliopiston suurta pajaa.Ultrakestävien terästen avulla ja vetypohjaisella teräksen tuotannolla hiilidioksidipäästöjä voidaan vähentää merkittävästi. Professori Jukka Kömi esittelee Oulun yliopiston suurta pajaa, missä erikoislujien terästen tieteellinen kehittäminen on maailman kärkeä. Kuva: Tero Suutari/BusinessOulu.

Tarvitaan myös sopivia liiketoimintamalleja

Pelkkä vetyteknologioiden kehittäminen ei riitä siihen, että kasvihuonekaasujen päästöjä saadaan alennettua terästuotannossa tai muuallakaan vedyn avulla.

”Teknologioiden lisäksi meillä täytyy olla myös niiden hyödyntämiseen sopivat liiketoimintamallit”, sanoo tutkija Marika Iivari Oulun yliopiston kauppakorkeakoulusta. Hän kehottaa paneutumaan liiketoimintamuotoiluun, jolla Iivari tarkoittaa tulevaisuuteen suuntautuvaa uuden ajan liiketoiminnan kehittämistä.