Suomalainen menetelmä hiilidioksidin mineralisoimiseksi

Åbo Akademin tiedote

Kohonneet hiilidioksidin (CO2) pitoisuudet ilmakehässä johtavat sen kuumenemiseen. Tämä on seurausta siitä, että CO2 kykenee absorboimaan lämpöä. Syy nopeaan ilmaston lämpenemiseen on ihmisten fossiilisten polttoaineiden laaja käyttö. Tässä yhteydessä on ensiarvoisen tärkeää löytää vaihtoehtoja päästöjen vähentämiseksi tai kehittää vaihtoehtoja hiilidioksidin varastoinnille.

Hiilidioksidin mineralisointitutkimuksessa käytettyä laitteistoa. kuva: Evelina Koivisto

Suomessa ainoa vaihtoehto hiilidioksidin talteenotolle ja varastoinnille (Carbon Capture and Storage, CCS) on hiilidioksidin mineralisointi. Åbo Akademissa on tähän kehitetty prosessi nimeltä ”ÅA-route”. Prosessissa magnesiumia uutetaan magnesiumsilikaateista termisellä reaktiolla ammoniumsulfaatin, joka toimii fluksisuolana, läsnä ollessa. Uutettu magnesium saostetaan tämän jälkeen magnesiumhydroksidina, joka lopulta reagoi savukaasun kanssa aikaansaaden stabiilia magnesiumkarbonaattia, johon CO2 on turvallisesti sitoutunut. Vaihtoehto tavanomaiselle ”ÅA-routille” on, että prosessi pidetään kaikissa vaiheissa vesipitoisissa liuoksissa. Uuttovaiheessa käytetään ammoniumvetyssulfaattia ja/tai ammoniumsulfaattia. Jotta prosessi olisi taloudelisesti mielekäs on käytetystä fluksisuolasta välttämätöntä kierrättää >90%.

MSE Evelina Koiviston väitöskirja “Membrane separations, extractions and precipitations in aqueous solutions for CO2 mineralisation” keskittyy useisiin eri menetelmiin, esimerkiksi ylimääräisen veden erottaminen liukenemisen jälkeen (käänteisosmoosi), saostumisen ja saostuneiden tuotteiden erottaminen yhdessä yksikössä (kaltevat sedimentaatiosäiliöt), magnesiumin uuttaminen kaivostoimintojen sivukivistä (lämpöuutto tai vesiuutto), kahden suolan erottaminen toisistaan (elektrodialyysi yksiarvoisilla ioniselektiivisillä kalvoilla) tai happojen ja emästen tuottaminen aineosista, joita voidaan uudelleenkäyttää prosessissa (elektrodialyysi bipolaarisilla kalvoilla).

Kaikkien väitöskirjassa käytettyjen menetelmien tulokset osoittavat, että vaihtoehtoinen ”ÅA-route”, jossa prosessivaiheet pidetään vesiliuoksessa, näyttää olevan suosiollisempi myös prosessin virtaviivaistamiseksi ja käytetyn fluksisuolan regeneroimiseksi.

Evelina Koivisto väittelee tohtoriksi perjantaina 11. lokakuuta 2019 klo 13 osoitteessa auditorio Salin, Axelia, Piispankatu 8, Turku. Vastaväittäjänä toimii ass. professor Oded Nir, Ben-Gurion University of the Negev, Israel, ja kustoksena professori Ron Zevenhoven, Åbo Akademi.

Väitös on sähköisessä muodossa Doriassa.

Lisätietoa: Åbo Akademi