Biopolymer z emisí odpadních vod

Evropské konsorcium 12 partnerů HICCUPS (zkratka pro „Highly Innovative technology demonstration for bio-based Carbon dioxide Capture and Utilization for Production of bulk plastics applications“ čili „demonstrace vysoce inovativní technologie pro zachycování a využití CO₂ na organické bázi pro velkoobjemovou výrobu plastů“) zahájilo čtyřletý (září 2023 – srpen 2027) výzkumný projekt, v němž využije CO₂, které vzniká během úpravy odpadních vod, k výrobě biopolymerů na obaly. Posláním projektu je vyvinout účinnou metodu pro elektrochemickou přeměnu emisí CO₂ z vodárenského kalu do kopolymeru kyseliny mléčné a glykolové (PLGA). Výsledným výrobkem má být papír natíraný PLGA pro balení potravin a tvarovaný plast. PLGA, organicky odbouratelný polymer z obnovitelných surovin, nabízí vynikající bariéru vůči vodě a plynu a je ekologickou alternativou k fosilním zdrojům.

Projekt získal příspěvek 5 mil. eur z rámcového grantového programu Evropské unie pro výzkum a inovace Horizon Europe. Partneři – korporace, univerzity a výzkumná technická střediska – pocházejí z celého hodnotového řetězce od zachycování biogenního CO₂ po výrobu obalových materiálů. Jsou to španělská Acciona, Funditec a Tecnopackaging; norský Aqualung Carbon Capture a SINTEF; italská Univerzita ve Ferraře a finské Walki; koordinátorem je Avantium Chemicals se sídlem v Nizozemsku.

V prvním kroku se soustředí na infrastrukturu s výstavbou ukázkového závodu při zařízení na úpravu odpadních vod. Cílem je rozšířit technologii, která fungovala v laboratoři, do ukázkového/pilotního měřítka kolem 100 kg. Robert-Jan van Putten, programový manažer, vedoucí vědecký pracovník pro podnikové technologie, Avantium: „Během druhého roku náš partner Aqualung instaluje ukázkový závod na zachycování CO₂ při zařízení na úpravu odpadních vod Acciona ve Španělsku. Pokud v tom uspějeme, pak z technické perspektivy je realistický časový rámec dokončit pilotní provoz před rokem 2030.“ V ukázkovém závodě budou Aqualung, SINTEF a Funditec zodpovědné za záchyt a přečišťování CO₂: vysoce účinná, specializovaná membrána Aqualungu oddělí CO₂ od bioplynu vznikajícího anaerobním vyhníváním kalu. Avantium, za použití své technologie Volta, bude CO₂ elektrochemicky převádět na kyselinu šťavelovou, pak ji redukovat na kyselinu glykolovou a tu polymerizovat do PLGA. Walki a Tecnopackaging použijí své pilotní průmyslové závody k výrobě obalových materiálů a testování jejich bariéry vůči tekutinám a plynu a dalších vlastností. Walki povede pokusy s vytlačováním a nanášením za mokra na celulózové substráty při výrobě vzorků papírů a lepenek. Badatelé z Univerzity ve Ferraře provedou zkoušky zpracovatelnosti k identifikaci optimálních podmínek pro natírání papíru. Součástí projektu bude několik dalších studií: např. analýza životního cyklu, výzkum organické odbouratelnosti a recyklace, digitální projekce a analýzy obchodních případů, prováděné institucemi jako Univerzita v Amsterdamu, francouzský Státní výzkumný ústav zemědělství, potravinářství a životního prostředí (INRAE) a německý nova-Institute. Z obchodního hlediska Avantium očekává „velmi silný zájem kvůli jeho vysokým bariérovým vlastnostem – velmi důležitým v potravinářském, farmaceutickém a kosmetickém průmyslu –, recyklačnímu potenciálu a organické odbouratelnosti v mořské vodě. Nicméně zájem potrvá, jen pokud cena bude dost nízká pro masovou výrobu.“