Tohtorikoulutettava Anass Mouammine simuloi laboratoriossa rikkiyhdisteiden reaktioita, jotta ilmakehän päästöjä voitaisiin tulevaisuudessa kierrättää kemiallisesti.

Viikon 17 tutkijatapaaminen: Ilma taipuu kierrätettäväksi

Oulun yliopiston ympäristö- ja kemiantekniikan yksikössä kehitetään ilmakehän päästöjen kierrättämismenetelmiä. Jos tutkimus tuottaa tulosta, happosateiden ja päästöjen vähenemisen lisäksi myös Oulun haju saattaa tulevaisuudessa olla mennyttä.

Tiede  | 

Teksti Essi Oikarinen

Kuvat Essi Oikarinen

Mitä tutkit väitöskirjassasi, tohtorikoulutettava ja kemiantekniikan insinööri Anass Mouammine?

Olen osa tutkijaryhmää, joka kehittää VOC-päästöjen kierrättämistä. VOC on lyhenne sanoista volatile organic compound, eli niillä tarkoitetaan haihtuvia orgaanisia yhdisteitä. VOC-yhdisteitä tulee ilmakehään sekä luonnollisista lähteistä että ihmistoimien seurauksena.

VOC-päästöt voidaan jakaa kategorioihin niiden sisältämän pääasiallisen yhdisteen mukaan. Erityisalueenani ovat rikkiyhdisteitä sisältävät päästöt, joita syntyy erityisen paljon esimerkiksi paperi- ja selluteollisuudessa. Rikkiyhdisteet haisevat voimakkaalle jo pieninä määrinä ilmakehässä, minkä voi huomata vaikkapa kuuluisana Oulun hajuna.

Yleensä puhutaan päästöjen rajoittamisesta. Mitä päästöjen kierrättäminen oikein tarkoittaa?

Tavallisesti päästöjä hillitään polttamalla. Syntyi idea, että polttamisen sijaan päästöjä voisi myös kierrättää yhtä systemaattisesti kuin vaikkapa pulloja. Usein jopa 90 prosenttia päästön molekyyleistä on vain paria kolmea yhdistettä, mikä tekee niistä erittäin houkuttelevia kierrätettäviksi.

Kierrättäminen tapahtuu kemiallisena reaktiona. Jos reaktio suunnataan oikein, voisi nyt poltettavista ja hukkaan menevistä yhdisteistä synnyttää uusia yhdistetuotteita, joita taas voisi käyttää edelleen. Yksi mahdollinen tuote on formaldehydi, jota tarvitaan useissa teollisissa prosesseissa ja nykyään sitä joudutaan ostamaan erikseen.

Tehtaan tuotantoprosessiin voitaisiin lisätä kierrätysyksikkö jokaisen vaiheen jälkeen. Tämä tarkoittaisi vähemmän hiilidioksidia ilmakehään, vähemmän kulunutta energiaa, puhtaampaa ilmaa ja uusia hyödynnettäviä yhdisteitä.

Kierrättäminen on melko uusi prosessi. Yhtään käytössä olevaa kierrätysjärjestelmää ei ole ainakaan julkisesti tiedossa. Asiasta on kuitenkin puhuttu jo 1970–80 -luvuilla.

Mitä laboratoriokokeissasi tapahtuu?

Teen laboratoriossa päästösimulaatioita. Kriittisintä kierrättämisreaktion syntymisessä on löytää katalysaattoriaine, joka reagoi oikealla tavalla rikkipäästöjen kanssa. Aineen ominaisuudet, rakenne ja käyttäytyminen on tunnettava hyvin.

Valmistan katalysaattoriksi sopivia materiaaleja eri yhdisteitä sekoittelemalla. Sen jälkeen simuloin katalysaattorimateriaalin ja päästöyhdisteen reaktion ja analysoin tulokset.

Milloin siis pääsemme nauttimaan päästöttömästä ja hajuttomasta Oulusta?

Vielä on matkaa. Seuraavana askeleena on tutkimuksen vieminen ulos laboratoriosta. Menetelmiä ei ole vielä testattu käytännössä teollisuudessa, joten edes pilottikokoisen sovelluksen toteuttaminen olisi hienoa.

Ilmakehän päästöjen vähetessä myös hajuton Oulu on teoriassa mahdollinen. Käytännössä rikki haisee, vaikka sitä olisi vain muutama biljoonasosa ilmakehän molekyyleistä.

Pitkällä aikavälillä tutkimusta on laajennettava kaikkiin VOC-yhdisteisiin. Kierrättämisestä on syntymässä uuden sukupolven päästöntorjuntamenetelmä.

Julkaistu 26.4.2016

Essi Oikarinen

Tiedeviestinnän opiskelija, joka haluaisi keksiä lisää värejä ja valon aallonpituuksia.

Lue seuraavaksi

Oulun yliopiston professorille Heli Jantuselle Suomen tiedepalkinto

Anni Hyypiö

Tiede

17.6.2019

Jouko Niinimäki valittiin jatkokaudelle Oulun yliopiston rehtoriksi

Anni Hyypiö

Ihmiset

12.6.2019

Erkki Koiso-Kanttilan katu 1
2T-ovi, 1.krs
90570 Oulu

toimitus@oyy.fi
+358 40 526 7821