Avancerade lättviktsmaterial från skogen - lovande forskningsresultat med kolfiber från lignin presenteras i ny doktorsavhandling av Ida Norberg

Den 20 april försvarade Ida Norberg sin doktorsavhandling ”Carbon fibres from kraft lignin” på Innventia i Stockholm.

Avhandlingen visar att lignin, ett ämne som finns i ved men som tas bort vid sulfatmassatillverkning, har stor potential att användas som råvara för att tillverka kolfiber. Kolfiber är lätt och starkt med många användningsområden. Det som idag huvudsakligen begränsar efterfrågan är den höga produktionskostnaden, där den petroleumbaserade råvaran och fiberspinningen står för ca 50 procent av kostnaden. Tack vare LignoBoosttekniken* kan massabruken utvinna ett mycket rent lignin som skulle kunna användas till kolfiber vilket skulle öka tillgången på råvara för kolfiber. Enligt studier som redovisas i avhandlingen skulle dessutom produktionskostnaden kunna sänkas genom att använda lignin.

Ida Norberg har till stor del utfört doktorsarbetet inom ramen för forskningsprojektet LigniCarb med syfte att titta på och demonstrera möjligheterna att göra kolfiber från sulfatlignin. Arbetet har bland annat resulterat i en helt ny forskningsmiljö på Innventia där det nu framställs kolfiber i laboratorieskala.

– När jag påbörjade arbetet för sex år sedan fanns ingenting förutom en litteraturstudie av Elisabeth Sjöholm vid Innventia. Då var vi bara tre som jobbade med detta, Göran Gellerstedt på KTH, Elisabeth Sjöholm och jag. Nu är vi många som arbetar med detta och det industriella intresset är mycket stort. Det har varit spännande att gå från att inte ha något alls till att vi nu har en labbutrustning där vi faktiskt kan tillverka kolfiber. Förhoppningsvis kan detta arbete leda till att man ser potentialen och satsar på större och mer avancerad utrustning, säger Ida Norberg.

– Det sitter mycket i att få till en bättre utrustning, med exempelvis möjligheter att spinna många fibrer samtidigt. Trots enkel utrustning kan vi ändå visa att sulfatlignin har en stor potential som kolfiberråvara. Kunskapsuppbyggnad är också mycket viktigt för att ha kompetens inom det för oss nya området, säger Elisabeth Sjöholm som varit handledare för Ida Norberg och projektledare för LigniCarb.

Ida Norberg har i sina studier jämfört lignin från lövved (björk och eukalyptus) och barrved (blandning av gran och tall). En viktig slutsats är att de skillnader som finns i ligninet återspeglar sig i kolfiberprocessen. Barrvedslignin har visat sig svårare att smälta och spinna men har man väl fått ligninfibrer är de lättare att hantera senare i processen. Med lövved är det tvärtom. Ett stort genombrott i arbetet kom när man lyckades spinna fibrer från barrvedslignin, något som tidigare ansetts omöjligt men som är särskilt intressant för skogsindustrin inom den norra hemisfären som Norden och Nordamerika.

– Avhandlingen är mycket intressant och kan ses som ännu ett steg i utvecklingen mot framtidens bioraffinaderier där varje beståndsdel i trädet tas tillvara utifrån sina unika egenskaper och blir till råvara för en mängd olika användningsområden, säger Peter Axegård som är chef för affärsområde Biorefining vid Innventia.

För mer information kontakta Ida Norberg, tel 08-676 7129 (ida.norberg@innventia.com), Elisabeth Sjöholm, tel 08-676 7448 (elisabeth.sjoholm@innventia.com) eller Peter Axegård, tel 08-676 7221 (peter.axegard@innventia.com).

*) LignoBoost har utvecklats i samarbete mellan Innventia och Chalmers. Processen har framgångsrikt demonstrerats i Innventias demonstrationsfabrik i Bäckhammar. LignoBoost-processen inklusive patenträttigheter ägs sedan 2008 av Metso.