Hållbara och innovativa cellulosa‑baserade material och produkter (SusChemCell)

Miljövänlig kemi och ingenjörskonst på cellulosa- och nanocellulosamaterial för att skapa hållbara innovationer 

Projektet siktar på att maximera värdet på skogsråvaran genom att ta fram högvärdiga produkter som har minst samma egenskaper och pris som dagens fossil-baserade produkter. Dessutom kommer projektet att leda till nya hållbara teknologier och innovationer för att öka prestandan hos trä som kan tävla med t.ex. aluminium och ta fram papper för nya applikationer som energilagring. Synergi med regionens skogsindustriella kompetens ger oss
ökad förmåga att skapa värden ur bioråvara.

Sammanfattningsvis kommer våra gröna innovationer leda till framtidens hållbara produkter, starkare utbildning, arbetstillfällen och även nya företag som kan konkurrera på en nationell och global arena.

Projektet bidrar också till en god miljö och integration av människor oavsett etnisk bakgrund, kön och religionsuppfattning.

Mål och resultat

Målet är att använda vårt gröna kemikoncept tillsammans med toppmodern ingenjörskonst på ved och cellulosa för att omvandla den svenska skogen till högvärdiga, moderna och hållbara produkter (helt baserade på biomaterial). Detta kommer höja bolagens kompetens inom området, ge internationella/nationella konkurrensfördelar, ge nya produkter och ökad försäljning. Vi kommer även att öka internationaliseringen och nivån på hållbar forskning/utbildningen i regionen.

Mål

• Ökad förädlingsgrad bioråvara genom innovation och kommersialisering av hållbara produkter och tjänster
• Konkurrenskraftigt och hållbart näringsliv genom innovationsmognad
• Breddade marknader för små och medelstora företag genom internationalisering och samarbete i närområdet
• Ökad andel små och medelstora företag som introducerar produkt-, process- och tjänsteinnovationer
• Tillsammans kommer detta leda till att flera av de globala målen också stärks.

Detta kommer att nås genom samverkan mellan akademi och industri.

Det är här vi utför och skapar våra innovationer på cellulosa som flera av företagen vill ha. Det är här ny grön kemi och det senaste inom ingenjörskonst kombineras för att förädla cellulosan. Detta i sin tur leder till nya produkter som kan användas i viktiga applikationer (t.ex. förpackningar, batterier, superkapacitorer, byggnadsmaterial, för isolering, skidor, flygplan och bilar) som förbättrar människors liv på jorden.

Alla dessa produkter är återvinningsbara och är baserade för en cirkulär bioekonomi. Dessutom kan ett paradigmskifte för energi och elektricitet lagring ske med forskningen i vårt projekt. Utbildning till
regionens företag och andra universitet samt forsknings stödjande verksamheter kommer
också att ske.

Mål för cellulosa till högvärdiga produkter

1. Ta fram förbättrad cellulosa, nanocellulosa och nanokristallincellulosa (NCC) med hjälp av
   organisk katalys.
2. Utföra nya organokatalytiska reaktioner på cellulosa och nanocellulosamaterial.
3. Utfört organokatalytiska "klick" reaktioner på cellulosa, nanocellulosa och trä som använder metallfria katalysatorer och UV-ljus.
4. Ingenjörskonst på cellulosa och nanocellulosa (högtryckspressning, bestrykning av elektriskt ledande grafen)
5. Bildning av superstarka, hydrofoba och lätta barriärmaterial och trådar från nanocellulosa genom organisk katalys.
6. Karakterisering av den yt-modifierade och behandlade cellulosan, nanocellulosa och lätta material.
7. Skala upp ovan miljövänlig kemi för industriell produktion.
8. Testa den gröna teknologin och implementera i Stor Skala hos företagen.
9. Karakterisering av egenskaperna hos biomaterialen (e.g. förpackningsmaterial, elektriskt ledande papper, trådar, bindemedel).
10. Förbättra specifika egenskaper hos biomaterialen.
11. Utveckla minst två nya miljövänliga produkter på världsmarknaden.
12. Bilda ett bolag kring våra hållbara innovationer när projektet är slut.

Trä till högvärdiga produkter

I detta arbetspaket kommer vi gemensamt arbeta för att ta fram nya innovationer direkt på trä. Detta kommer signifikant bidra till våra mål eftersom flera av de bolag som är med i projektet har detta som affärsområde. Genom att jobba tillsammans i detta arbetspaket så fullföljer vi våra projektmål och kommer att hitta nya innovationer och skapa nya produkter inom detta område. Tekniken leder till hållbara finkemikalier, byggmaterial och även högpresterande material (skidor, flygplansdelar).

Aktiviteten är att förädla trä råvara till högvärdiga produkter genom att använda ny grön kemi och ingenjörskonst. Här kan vår organiska katalys leda till signifikant värdeökning och omvandla träflis till fin-kemikalier (t.ex. Kapsaicin 30000 Sek/kg, 4000 ton marknad), plaster eller biobränsle (7-9 sek/kg). I samarbete med våra företagspartners kan vi skala upp processerna. När detta är gjort kan vi börja sälja högvärdiga och konkurrenskraftiga produkter på den globala marknaden. Projektet kommer även leda till skapandet av en grogrund för nya företag. Tillsammans så skapar vi en ny en ny "grön" innovations plattform i
regionen. Synergistiska effekter mellan universitet och företag finns då denna forskningsbeskrivning innehåller en kedja av discipliner ifrån organisk kemi, cellulosakemi, och ingenjörskonst. Kompetensen ifrån de olika grupperna samt samarbetena kompletterar varandra perfekt eftersom individuellt forskarna inte kan utföra hela forskningen men tillsammans kan vi.

Mål för trä till högvärdiga produkter

1. Utföra miljövänliga processer och oxidationer på trä för en och selektiv
   nedbrytning/modifiering av dess lignin.
2. Omvandla vanillin som tas ut direkt ifrån trä till en högvärdig produkt som Capsaicin och L-DOPA genom katalytiska gröna kemireaktioner.
3. Omvandlat trä till en högvärdig produkt som vanillin i högt utbyte med vår organiska katalys.
4. Länkat vår selektiva nedbrytning av lignin/trä med dess omvandling till ett biodrivmedel.
5. Utfört ingenjörskonst på trä/faner (högtryckspressning) för att dramatiskt öka styrkan hos det.
6. Karakteriserat av egenskaperna hos det superstarka och lätta trä/faner materialet (e.g. skidor, kajaker, byggmaterial).
7. Skala upp alla dessa reaktioner till industriell skala.
8. Utveckla minst tre nya miljövänliga produkter på världsmarknaden.
9. Bilda ett bolag kring detta koncept när projektet är slut.