Artikkeli on julkaistu Yliopisto-lehdessä 4/22.
Autoliikenne alkaa sähköistyä, mutta ilmailussa korjausliikkeet ovat olleet hitaampia. Lyhyille lentomatkoille sopivat päästöpihit suihkuturbiinikoneet ja lähivuosina sähkölennot, mutta pitkien matkojen osalta riittää päänvaivaa.
Jos hiiltä pystytään kaappaamaan talteen ja muuttamaan polttoaineeksi, saadaan apua sekä ilmaston lämpenemisen hillintään että fossiilitaloudesta irtautumiseen. Tarvitaan teollisuuslaitoksia, joissa voi valmistaa polttoaineita korkeiden lämpötilojen ja kovan paineen avulla. Nykyteknologioilla tämä vaatii vielä niin paljon energiaa, ettei idea ole konkretisoitunut.
Asiaa kuitenkin edistetään — nyt myös Euroopan unionin rahoittamassa hankkeessa. Mukana kestävämpien lentopolttoaineiden EU-tutkimuksessa on professori Pedro Camargo ryhmineen Helsingin yliopiston kemian osastolta.
Auringonvalo avuksi
Teollisuudessa kemiallisia reaktioita vauhdittavat katalyytit. Sellaisia tutkijat nytkin kehittävät.
— Kemialliset reaktiot ovat kuin maraton, jota juoksee kilpikonna. Me haluamme vaihtaa kilpikonnan teräsmieheen, Pedro Camargo sanoo.
Camargon ryhmä etsii plasmonisia nanopartikkeleita eli pienenpieniä hiukkasia, jotka korvaisivat energiantarpeen.
Tietyillä hiukkasilla, kuten kullalla ja hopealla, on kyky napata käyttöönsä energiaa suoraan auringonvalosta ilman ulkoisia energianlähteitä.
Teknologia on uutta, vaikka ilmiö tunnettiin jo antiikin Roomassa. Esimerkiksi British Museumin 1600 vuotta vanha Lycurgus-malja vaihtaa väriä kullan plasmonisten ominaisuuksien vuoksi sen mukaan, miten valo siihen osuu.
— Liitämme laboratoriossa sopiviin katalyytteihin kulta- tai hopeapartikkeleita. Ne toimivat ikään kuin antenneina, joiden valjastama energia korvaa kovan paineen ja korkean lämpötilan.
Ensin sääntelyä, sitten volframia?
Samaan tapaan rakennetuista design-nanohiukkasista voisi olla apua vedenpuhdistuksessa, muovien hajottamisessa ja lääkkeiden valmistuksessa, Camargo arvioi. Reaktiot tosin kaipaavat lisää vakautta ja tehoa.
Kulta ja hopea ovat kalliita. Teollista käyttöä varten Camargon ryhmä tutkiikin muiden alkuaineiden, esimerkiksi volframin ja molybdeenin, toimivuutta.
Lähivuosien päästötavoitteita Camargon ryhmän katalyytti-ideat eivät ratkaise, mutta nanohiukkaset voivat jatkossa olla tärkeä osa nykyistä kestävämpää ilmailua.
Toistaiseksi lentopäästöt vähenevät nopeimmin sääntelyllä. EU on esimerkiksi ilmoittanut haluavansa karsia tyhjien koneiden ”haamulentoja”, joita lentoyhtiöt käyttävät säilyttääkseen lasku- ja nousuaikansa lentokentillä.
Yliopisto-lehti on Helsingin yliopiston julkaisema tiedeaikakauslehti, joka on sitoutunut Journalistin ohjeisiin.