EKOAKKU - Teollisuuden sivuvirtojen hyödyntäminen matalan hiilijalanjäljen akkukemikaalien tuottamiseksi/EAKR

MYRS 28.01.2025 § 25

PPL/27/04.03.01/2025

Asian esittely

Vastuuviranomainen: Keski-Pohjanmaan liitto

Tavoiteohjelma: Uudistuva ja osaava Suomi 2021–2027

Toimintalinja ja hallinnonala: TL2 ja TEM

Erityistavoite: 2.3.

Hakemusnumero: 404828, 404829 ja 404830

Hakija: Centria-ammattikorkeakoulu Oy

Osahakija(t): Itä-Suomen yliopisto ja Oulun Yliopisto

Toteutusaika:1.3.2025 – 31.8.2027

Toteuttamisalue: Keski-Pohjanmaa, Pohjois-Pohjanmaa, Pohjois-Savo

Hankekuvaus (tarve, tavoitteet, toimenpiteet):

Hankkeen tavoitteena on kehittää innovaatioita, jotka edistävät alueiden vähähiilisyyttä ja kestävää kehitystä vahvistamalla akkumateriaalien valmistusta teollisuuden sivuvirtoja hyödyntäen. Samalla pyritään parantamaan akkujen suorituskykyä.

Akut ovat välttämättömiä energian varastoinnin ratkaisuja, jotka mahdollistavat siirtymisen fossiilivapaaseen yhteiskuntaan ja uusiutuvien energialähteiden laajempaan hyödyntämisen. Nykyiset akkuratkaisut ovat kuitenkin suurelta osin riippuvaisia kriittisistä materiaaleista ja niiden tuotanto kuormittaa ympäristöä. Kestävän kehityksen mukaisten akkujen valmistus on äärimmäisen tärkeää, sillä se minimoi akkujen elinkaaren aikaisen hiilijalanjäljen ja edistää ympäristöystävällisempää energiantuotantoa.

Tässä hankkeessa keskitytään hiiltä, piitä, rautaa, fosforia ja litiumia sisältävien sivuvirtojen arvioimiseen akkukemikaalien raaka-aineina. Hankkeessa keskitytään kehittämään vähähiilisiä materiaaleja, joita käytetään akkujen valmistukseen samalla parantaen akkujen suorituskykyä ja edistäen kiertotaloutta. Tämä lähestymistapa edistää merkittävästi ympäristöystävällisten ja tehokkaiden energiaratkaisujen kehitystä ja kaupallistumista.

Akkujen kestävyyttä voidaan parantaa käyttämällä kestävästi tuotettuja materiaaleja, jotka ovat peräisin uusiutuvista lähteistä, teollisuuden sivuvirroista tai kierrätysmateriaaleista ja ovat mahdollisimman paikallisia. Näiden kestävästi tuotettujen materiaalien hyödyntäminen vähentää jätteiden syntyä, lisää materiaalien kierrätystä ja tukee Suomen kiertotaloustavoitteita. Samalla Suomen teollisuuden riippuvuus raaka-aineiden tuonnista vähenee, kun paikallisia resursseja jalostetaan ja käytetään tehokkaasti.

Biopohjaisten hiilien ja biogeenisen piin prosessointi akkumateriaaliksi on uusi lähestymistapa, joka edistää paikallisesti saatavien raaka-aineiden jatkojalostusta. Pii/hiili-komposiitit ovat vielä vähän tutkittuja, mutta niiden on tiedetty parantavan akkujen suorituskykyä. Tämä hanke tuo uutta tietoa näiden komposiittien käytöstä akkujen valmistuksessa ja voi avata uusia mahdollisuuksia akkuteknologian kehittämisessä.

Uutuusarvona on myös se, että akkujen valmistamiseen käytettävät raaka-aineita, jotka ovat paikallisesti saatavia, vähentävät riippuvuutta ulkomaisista raaka-aineista. Tämä paikallisesti saatavien raaka-aineiden käyttö parantaa alueellista omavaraisuutta ja tukee alueiden kestävää kehitystä.

Hankkeen tavoitteena on vahvistaa organisaatioiden osaamista sekä hyödyntää kunkin vahvuuksia ja olemassa olevaa laitekantaa aiempaa tehokkaammin nykyisessä hankkeessa kuin myös tulevaisuuden TKI-hankkeissa ja TKI-tulosten pilotoinneissa.

TP1. Anodimateriaalien valmistus ja testaus

Työpaketissa kehitetään menetelmiä piin eristämiseksi erilaisista teollisuuden sivuviroista ja akkukäyttöön jalostamiseksi akkukäyttöön sopivaksi. Tämän työpaketin tavoitteena on erotella pii, hiili ja grafiitti sivuvirroista, jalostaa ja hyödyntää ne pii/hiili/grafiitti-komposiitti anodin ja akkukennojen valmistukseen.

1.1. Piin valmistus teollisuuden sivuvirroista ja hyödyntäminen anodimateriaalina.

1.2. Grafiitin valmistus biohiilestä ja sivuvirroista.

1.3. Puolikennojen ja kennojen valmistus ja testaus.

1.4. Tulosten raportointi

TP2.Si/C-komposiittimateriaalin valmistus ja testaus

2.1. Pii/hiili/grafiitti-komposiittianodin valmistus.

2.2. Puolikennojen ja kennojen valmistus ja testaus.

2.3. Raportointi.

TP3. Katodimateriaalien valmistus ja testaus (OY, U.Lassi ryhmä)

3.1. LFP-katodimateriaalin kehitys (M1-M20) (OY)Tämän työpaketin tavoitteena on valmistaa modifioitua litiumrautafosfaattia, joka sopii katodiksi. Li-, Mn-, Fe- ja P-lähteinä käytetään epäorgaanisen kemian teollisuuden sivuvirtoja, kuten anodiliejua, apatiittia, rautasakkaa ja kierrätettyä litiumia

3.2. Puolikennojen ja kennojen valmistus ja testaus (M6-M24), (OY)Työpaketissa kehitettyjä materiaaleja testataan akkujen katodimateriaalina puolikennoissa. Referenssinä käytetään kaupallista LFP.

3.3. Tulosten raportointi, OY

Tehtävien tulokset kootaan kattavaan raporttiin.

Raportti 4. ”Teollisesti skaalautuva modifioidun LFP-katodimateriaalin valmistus teollisista sivuvirroista" (OY)

Raportti 5.”Uudenlainen teollisuuden sivuvirroista valmistettu akkukenno ja sen ominaisuudet” (OY).

TP4. Viestintä ja yhteistyö

4.1. Tutkimusyhteistyön edistäminen

4.2. Yritysyhteistyön edistäminen

4.3. Viestintä ja tulosten julkistaminen

TP5. Hankkeen hallinnointi

Kokonaiskustannukset (€)

Palkkakustannukset:  392213, josta Oulun yliopisto 104 496

Välilliset kustannukset:  156 885, josta Oulun yliopisto 41 798

Yhteensä:  549 098, josta Oulun yliopisto 146 294

Kokonaisrahoitussuunnitelma (€):

Haettu EAKR- ja valtion rahoitus: 439 280  Oulun yliopisto 117 036

Kuntien rahoitus:20 064   Oulun yliopisto 0

Muu julkinen rahoitus: 89 754  Oulun yliopisto 29 258

Rahoitus yhteensä: 549 098  Oulun yliopisto 146 294

Maakuntaohjelman toimintalinja: KT 5A

Valmistelija: Jarkko Kärkimaa, 050 520 6670

Esitys

Päätös