ENM-NSP Miljövänlig ingenjörskonst på ligno- och nanocellulosamaterial: Nya hållbara produkter

Projektet siktar på att maximera värdet på skogsråvaran genom att ta fram högvärdiga produkter som har minst samma egenskaper och pris som dagens fossilbaserade produkter. Projektet bidrar också till en god miljö och integration av människor oavsett etnisk bakgrund, kön och religionsuppfattning. Regionen har stark skogsindustriell kompetens med förmåga att skapa värden ur regional bioråvara.

Bakgrund

Övergången ifrån fossila råvaror till förnybara råvaror är ett måste för att säkra ekonomisk tillväxt och en hållbar ekonomi. Detta är också ett väldigt viktigt mål inom EU och säkrar Sveriges konkurrenskraft. Här är den mest förekommande förnyelsebara råvaran växtmaterial, såsom som lignocellulosa, och det är ett självklart val för att ersätta fossila råvaror. Mellersta Norrland har utmärkta fördelar som kan bidra till detta mål. God tillgång till skogsråvara erbjuder möjligheter att producera råvaran samt integrera den i nya gröna kemiprocesser. Det finns tillgång till infrastruktur som transportsystem och industrianläggningar som kan anpassas för att producera stora mängder biobaserade produkter och material. Det finns en stark skogsindustriell kompetens framför allt i små och medelstora företag med förmåga att skapa värden ur regional bioråvara. Här finns också lång erfarenhet och kompetens inom området som t.ex. BioFuel region och Packaging Mid Sweden. Denna erfarenhet kommer att underlätta projektets förmåga att stärka värdekedjan och möjligheterna för SMEs att utveckla och ta produkter till marknaden.

I ett nationellt perspektiv kan kvaliteten på vår gröna kemi forskning som ligger till grund för detta projekt ses med att den finansiellt stöttas av Vetenskapsrådet vilket är den yttersta kvalitetsstämpeln svensk forskning kan ha. Internationellt sett är vår konstellation världsledande inom forskning inom organokatalys och mekanisk massa med mer än 20 års erfarenhet. 

Skogen är en väldigt viktig resurs för Norrland och Sverige. Att i vårt område kunna höja värdet på denna råvara genom att tillverka högvärdiga hållbara produkter med ny toppmodern teknik kommer signifikant gynna regionens tillväxt samt ekonomi genom att dess konkurrenskraft och öka lönsamheten för regionens företag. Dessutom kommer samhället i stort gynnas eftersom entreprenörsanda i kombination med hög akademisk forskning ger förhöjd kunskapsnivå i regionen. 

Samarbetet mellan forskare från organisk kemi, energi/energisystem samt massa och pappersindustri ger en unik kombination som öppnar vägen för mer integrerade lösningar för att tillvarata restströmmar och skapa värde från skog. Vi har stor erfarenhet av både nationellt och internationellt forsknings samarbete inom akademi (t.ex. Harvard Univ., MIT, ETH, Cambridge Univ., SU, Uppsala Univ. KTH etc.) och industri (t.ex. Holmen, IKEA, SCA, Stora Enso, H&M, Valmet, Billerud Korsnäs, TetraPak, BASF etc.) och kan således använda detta nätverk. 

Projektmål

Målet är att använda vårt gröna kemikoncept och toppmoderna miljövänliga ingenjörskonst på ligno- och cellulosa material för att omvandla den svenska skogen till högvärdiga, moderna och hållbara produkter helt baserade på biomaterial. De råvaror vi kommer att fokusera på är nanocellulosa och lignin som tas fram ifrån lignocellulosa. 

Mål för nanocellulosa till högvärdiga produkter

1. Ta fram nanocellulosa och nanokristallin cellulosa (NCC) med hjälp av organisk katalys.
2. Utföra nya organokatalytiska reaktioner på nanocellulosa material och NCC.
3. Utföra organokatalytiska "klick" reaktioner på nanocellulosa och NCC som använder metallfria katalysatorer och UV-ljus.
4. Introducera kat-joner och anjoner på nanocellulosa material genom att använda grön kemi. Bildning av superstarka, hydrofoba och lätta barriärmaterial från NCC genom organisk katalys.
5. Karakterisering av yt-modifierad nanocellulosa och lätta material.
6. Skala upp ovan nämnda miljövänliga kemi för industriell produktion.
7. Testa den gröna teknologin och implementera i TetraPaks produkter.
8. Karakterisering av egenskaperna hos förpackningsmaterial.
9. Förbättra specifika egenskaper hos förpackningsmaterial.
10. Minst 2 nya miljövänliga produkter på världsmarknaden.
11. Bilda ett bolag kring detta koncept när projektet är slut.

Mål för Lignin till högvärdiga produkter

1. Utföra miljövänliga processer och oxidationer för en och selektiv nedbrytning av lignin ifrån olika källor.
2. Att omvandla lignin till en högvärdig produkt som Capsaicin genom katalytiska grön kemi reaktioner.
3. Att omvandla lignin till en högvärdig produkt som vanillin i högt utbyte med vår organiska katalys.
4. Att länka vår selektiva nedbrytning av lignin med dess omvandling till ett ligninbaserade drivmedel.
5. Att göra en biobaserad plast genom vår gröna kemi.
6. Att skala upp alla dessa reaktioner till industriell skala.
7. Minst 3 nya miljövänliga produkter på världsmarknaden.
8. Bildat ett bolag kring detta koncept när projektet är slut.