Etikettarkiv: Naturvetenskap

Dynamisk förädlingscykel för hållbar skog

María Rosario García-Gils, forskare på SLU, arbetar med ett projekt för att skapa en snabbare och mer dynamisk trädförädlingsprocess. Foto: Lena Lee
María Rosario García-Gils, forskare på SLU, arbetar med ett projekt för att skapa en snabbare och mer dynamisk trädförädlingsprocess. Foto: Lena Lee

Trädförädling är en process som kräver mycket av både tid och resurser. Samtidigt blir hållbarhet allt mer prioriterat vilket leder till ett ökat behov av förnybara råvaror.

Det innebär att tillväxten i skogen och kvaliteten på skogsråvaran måste öka, och att det måste ske hållbart. Dessutom får ökad skogstillväxt inte äventyra skogens vitalitet och dess förmåga att anpassa sig till klimatförändringar.

Ska snabba på processen
María Rosario García-Gils är forskare på SLU och arbetar nu med ett projekt för att skapa en snabbare och mer dynamisk trädförädlingsprocess.
– Den förädlingscykel man arbetar efter idag tar cirka 25 år från det att man identifierar en bra moderplanta till dess att nya färdiga plantor kan planteras ut i skogen. Mitt projekt är en digitaliserad ansats som kombinerar modern fjärranalys med DNA-teknik.
Genom DNA-prov på träd ska de snabbare kunna bedöma vilka ”familjer” en trädplanta tillhör, i stället för att som tidigare manuellt genomföra kontrollerad korsning och testa träden i dyra testprocesser.
– Det andra spåret är att kunna bedöma kvaliteten på trädet, som mäts genom att titta på diameter, rakhet, grenvinkel och mycket annat. Idag går inspektörer runt och bedömer träden baserat på sin erfarenhet. Vi vill i stället använda kameror med digital teknik som från drönare eller helikopter och kanske även satelliter kan göra bedömningen både betydligt snabbare och mer precist.

Många fördelar
Det finns flera olika vinster med en mer dynamisk förädlingscykel.
– Förutom att vi genom DNA snabbt kan få reda på trädets ”släkttillhörighet” och sedan bedöma olika egenskaper med kameraövervakning så kan vi betydligt snabbare få reda på hur olika ”familjer” av träd trivs i olika typer av miljöer, jordarter och annat, en information som är väldigt värdefull för planeringen av skogsbruket, förklarar María Rosario García-Gils.
Det nya förädlingsverktyget kommer att guida urvalet av träd för förädling och även valet av optimala miljöer för att maximera tillväxt, stamkvalitet och hälsa, samtidigt som nyckelbiotoper kan sättas av för att bevara biologisk mångfald.
– Genom en mer dynamisk och snabb förädlingscykel kan biomassan öka utan att nya arealer krävs, och på det viset kan nyckelbiotoper i större utsträckning skyddas.

SLU – Food, Feed and Forest

Projektet Landscape Breeding syftar till att utveckla en digitaliserad trädförädlingsstrategi som övervinner begränsningar i konventionell förädling genom att verka direkt på kommersiella skogar och ta hänsyn till klimat- och miljövariabler.

slu.se

Vill omvandla koldioxid till livsmedelsingredienser

Håkan Jönsson, Per-Olof Syrén och Paul Hudson vid KTH. Foto: Johan Marklund
Håkan Jönsson, Per-Olof Syrén och Paul Hudson vid KTH. Foto: Johan Marklund

En växande global livsmedelsmarknad med allt högre krav på hållbar produktion skapar behov av nya innovativa produktionssystem. Projektet ”Food ingredients from CO2 with flexible microbial consortia” ska möjliggöra tillverkning av exempelvis palmolja från endast ljus och koldioxid.

I projektet kommer de att utveckla ett mikrobiellt produktionssystem för livsmedelstillsatser som uppfyller två viktiga behov: det är tillräckligt flexibelt för att producera matoljor och andra tillsatser och det har en billig och riklig insatsvara vilket utgörs av avfall från Sveriges skogsindustri.
– Vi kommer använda ett fotosyntetisk mikrobiellt konsortium för att effektivt fixera och konvertera CO2 till näring i form av socker, vilken sedan tillgodogörs av jästfabriker för att producera palm- och kokosnötsolja, förklarar Paul Hudson, universitetslektor vid KTH.

Bidrar till hållbarhetsmålen
Projektet har ett viktigt hållbarhetsmål då de vill tillverka exempelvis palmolja utan att behöva hugga ner en massa träd på tropiska plantager, vilket är förknippat med avskogning och stor åtgång av odlingsbar mark.
– Vi föreställer oss att många livsmedelstillsatser som för närvarande skördas från otaliga växter runt om i världen istället kan produceras lokalt via jäsning, med hjälp av de framsteg som gjorts inom detta projekt. Så det här projektet kan utgöra en viktig milstolpe i en självförsörjande livsmedelsproduktionskedja i Sverige, förklarar Paul Hudson vidare.

Klicka här för att läsa mer om projektet

Högkvalitativ samverkan
Det är fyra olika forskningsgrenar som samverkar inom projektet:
• Paul Hudsons forskargrupp ska optimera fotosyntetiska cyanobakterier för att effektivt fånga upp koldioxid och omvandla det till socker. Sockret kommer sedan att omvandlas av jäst till matolja.
• På Chalmers ska professor Verena Siewers forskargrupp skapa jäststammar som kan omvandla sockret till önskade oljor.
• På KTH ska Per-Olof Syréns forskargrupp utveckla tekniker som kan tillverka stabila enzymer som styr vilken typ av matolja som bildas.
• Ett tredje team på KTH leds av Håkan Jönsson och kommer genom high-throughput screening att identifiera de mest effektiva cyanobakterierna och enzymerna för projektet.

Flera utmaningar
En av utmaningarna i projektet är att få fram jäststammar som omvandlar till just de specifika livsmedelsingredienser som de är ute efter, och i tillräckligt stor mängd.
– Jäst kan producera generella oljor utan specificerade egenskaper. I det här projektet vill vi kunna styra jästens metabolism så att resultatet blir just palmolja, kokosnötsolja eller annan olja. Vi har i tidigare projekt på en principiell nivå visat att jäst kan producera lipider som liknar kakaosmör. Nu vill vi förbättra det systemet för att dels få en högre renhet på slutprodukten dels en större kvantitet.
Det som styr vilken olja som bildas är olika enzymer, och i projektet kommer Per-Olof Syrén och hans kollegor utveckla en tillverkningsprocess för stabila enzymer av rätt sort som också kan överleva över tid.
– Vi har sedan tidigare utvecklat en pipeline för sekvensbaserad design av enzymer som vi kommer att använda och utveckla vidare i projektet. Vi kommer bland annat att kombinera den med AI för att förstå hur ett enzym som krävs för att exempelvis skapa palmolja ser ut i 3D. När vi vet det blir det lättare att styra tillverkningen mot de enzymer som Verena Siewers behöver i sin jästprocess för att tillverka specifika typer av matoljor, förklarar han.

Komplex gallringsprocess
En annan stor utmaning i projektet är att bland tusentals och åter tusentals olika cyanobakterier och enzymer hitta de som är mest verkningsfulla i just den här processen, vilket är vad Håkan Jönssons forskargrupp ska bidra med i projektet.
– Vi har utvecklat en teknik baserad på droppmikrofluidik med hög genomströmning för screeningprocesser på cellnivå. Med den tekniken kan vi på kort tid testa ett stort antal varianter av exempelvis cyanobakterier eller enzymer mot ett antal specificerade kriterier och sålla ut de som är mest effektiva.
Det blir en iterativ process där Paul Hudson och Per-Olof Syrén tillsammans med Verena Siewers bestämmer ett antal kriterier som de vill testa mot för att hitta cyanobakterier och enzymer med högst effektivitet. I nästa steg tar de fram snävare kriterier utifrån de mest effektiva i första steget och sedan testar de sig igenom ett antal omgångar tills de hittar de allra mest effektiva.

Verena Siewers vid Chalmers. Foto: Martina Butorac
Verena Siewers vid Chalmers. Foto: Martina Butorac

Klicka här för att läsa mer om projektet

KTH – Food, feed and forest

I SSF:s utlysning ”Biotechnology and plant breeding – food, feed and forest”, en multidisciplinär bioteknisk satsning med fokus på växtförädling och med målen ökad svensk självförsörjning och export, samt minskad klimatpåverkan, fick ”Food ingredients from CO2 with flexible microbial consortia” 29 miljoner. Projektet kommer att drivas 2022–2026.
Konsortiet består av SciLifeLab Fellow Paul Hudson (KTH) och tre andra forskargrupper från KTH och Chalmers, däribland Håkan Jönsson (SciLifeLab/KTH), Per-Olof Syrén (SciLifeLab/KTH) och Verena Siewers (Chalmers).

kth.se
chalmers.se
scilifelab.se

Helt ny strategi för att bekämpa sjukdom hos sockerbetor

Ramesh Vetukuri, forskare på SLU. Foto: Jens C Hilner
Ramesh Vetukuri, forskare på SLU. Foto: Jens C Hilner

Kan en spray med RNA-molekyler vara framtidens hållbara lösning för att bekämpa sjukdomar hos sockerbetor? Ramesh Vetukuri bedriver banbrytande SSF-finansierad forskning, i nära samverkan mellan akademi och industri.

Sockerbetor är en av Sveriges viktigaste grödor och angrepp orsakar allvarliga ekonomiska förluster. En sjukdom som blivit allt vanligare i takt med klimatförändringarna är CLS, Sercospora Leafspot, som är en svamp som kan orsaka mycket stora skördebortfall. Sjukdomen sprids både mellan plantor och genom fröer. Ofta bekämpas den med pesticider, men dessa är inte särskilt effektiva och de har dessutom stora hälso- och miljömässiga nackdelar.

Stänger skadliga gener
Inom ramen för programmet Strategisk mobilitet forskar Ramesh Vetukuri om en helt ny strategi mot CLS – en sprayinducerad genavstängning (SIGS) som direkt angriper de skadliga mikrobernas RNA och stänger av de gener som skadegöraren använder vid angrepp.
– Det är samma mekanism som i de vanligaste vaccinen mot covid-19. Vi har sett goda resultat när vi studerat metoden mot bladmögel på potatis och hoppas att den ska vara effektiv även mot CLS. Det är viktigt att hitta rätt RNA-sekvenser, så att den stänger av rätt gener. Sedan sprutar man helt enkelt de sekvenserna på plantan. Det gäller nu att hitta lagom stabilitet; vi vill att sprayen ska brytas ner, men inte alltför snabbt, berättar Ramesh, som är molekylärbiolog och docent vid SLU.

Värdefulla broar
Det finns många fördelar med tekniken, som är billig och inte har några kända biverkningar på frön, plantor eller omgivande miljö. Den kan enkelt anpassas till olika sjukdomar och grödor och handlar inte om GMO, eftersom plantornas DNA inte ändras. Forskningen sker i samverkan med DLF Beet Seed där Ramesh tillbringar hälften av tiden, vilket möjliggörs av det strategiska mobilitetsbidraget.
– Det är oerhört värdefullt att skapa den här typen av broar mellan industri och akademi, där bägge parter bidrar med sitt perspektiv. Jag knyter viktiga kontakter och kommer närmare ett nyttogörande av forskningen, menar Ramesh.
Han fick redan som barn upp intresset för växtforskning, när han såg hur skördarna på farfaderns jordbruk i södra Indien kunde drabbas av svåra skador.
– Klimatförändringar och en växande befolkning skapar stora utmaningar. Det är helt avgörande att vi hittar nya lösningar för att klara den globala livsmedelsförsörjningen.

Sveriges lantbruksuniversitet och ssf – rna mot växtsjukdom

Programmet Strategisk mobilitet har som syfte att ge forskare möjligheten att utvecklas genom att under en tid byta miljö, att gå från akademi/forskningsinstitut till näringsliv/myndighet/sjukhus, eller tvärtom. Ramesh Vetukuri och hans forskargrupp på SLU utvecklar tillsammans med DLF Beet Seed en ny metod för att bekämpa sockerbetssjukdomen CLS, genom sprayinducerad genavstängning.

www.slu.se
www.strategiska.se

Nytt centrum för vätgasforskning bidrar till grön energiomställning

Göran Lindbergh, professor i elektrokemi vid Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa på KTH. Foto: SEC
Göran Lindbergh, professor i elektrokemi vid Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa på KTH. Foto: SEC

Vätgas har goda förutsättningar att bli en viktig komponent i framtidens hållbara energisystem. I det SSF-finansierade projektet PUSH utvecklas innovativa, effektiva och hållbara lösningar för att producera, lagra och använda vätgas, bland annat i bränsleceller.

PUSH är ett stort samarbetsprojekt mellan sju forskargrupper vid fyra universitet: KTH, Chalmers, Lunds universitet samt Umeå universitet. Även forskningsinstitutet RISE ingår. Forskningen syftar till att utveckla metoder för att använda elektrolys för att tillverka vätgas från vatten och förnybar el, omvandling av vätgas i bränsleceller för att generera el i exempelvis fordon och möjligheten att binda vätgasen till organiska molekyler för att underlätta lagring och distribution.
– Idag produceras nästan all vätgas ur fossila källor. Vi tittar på hur den kan produceras på ett hållbart sätt. Det gäller allt från att få fossilfri tillverkning till att se över vilka olika material och metaller som används i framställningen. Annars riskerar en övergång till vätgas att inte bli så grön som vi önskar, förklarar projektledare Göran Lindbergh, professor i elektrokemi vid Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa på KTH.

Täcker upp för elsvackor
Att utveckla nya sätt att lagra och transportera vätgas är också viktigt, och här handlar det om att omvandla den till flytande form. Därefter kan den vid behov distribueras i våra energisystem och täcka upp för exempelvis svackor i el som produceras av vindkraft och solceller.
– Vi tror att vätgasen har potential att bli en viktig faktor för att få sol- och vindkraft mer konkurrenskraftiga. Idag är det ett problem att produktionen är ojämn och oförutsägbar, säger Göran Lindbergh.
En mycket viktig del av projektet är att skapa nätverk och utbilda morgondagens kompetens inom vätgas, och på så sätt sprida kunskap till olika sektorer i samhället. Åtta doktorander och tre postdoktorer arbetar i centrumet. En av dessa är doktoranden Martina Butori, som i sin forskning fokuserar på att utveckla bränsleceller.
– De kan få ett mycket brett tillämpningsområde inom allt från transportsektorn till att ladda mobiler eller som kompletterande elkälla i bostäder. De har många fördelar, exempelvis är de mycket snabba och kan lätt skalas upp.
– En utmaning är att utveckla bränsleceller som klarar högre driftstemperatur. Detta skulle möjliggöra bränsleceller som använder vätgas som är mindre ren och ge fler applikationer. Vätgas och bränsleceller är inte den enda lösningen för framtidens hållbara energisystem, men de är en viktig pusselbit och ett komplement, säger Martina.

Vätgas blir allt hetare
Vätgas och bränsleceller är ett område som nu börjar röna allt större uppmärksamhet. För Göran Lindbergh, vars hela forskarkarriär på ett eller annat sätt kretsat kring dessa ämnen, är det roligt att se utvecklingen.
– Jag har sysslat med vätgas ända sedan min doktorandtid och ibland har intresset från omvärlden varit nästan obefintligt. Nu är området stort, även globalt sett och det är fantastiskt att se. Sverige har goda förutsättningar att ta en ledande position.
– Vindkraften blir allt större i Sverige och där har elektrolysörer ett potentiellt stort användningsområde. Sedan har vi hela den gröna omställningen i industrin, inte minst de stora satsningarna i Norrland, och där tror jag att vi kan komma att se de första tillämpningarna. Vi har även en stor transportsektor som ska ställa om, säger han.
Han menar att den här typen av multidisciplinärt centrum har goda möjligheter att verkligen göra avtryck i vätgasforskningen.
– Samverkan och samarbete ger stora ringar på vattnet. Ju fler olika kompetenser man har i ett projekt, desto större möjligheter att få genomslag. Tack vare SSF-finansieringen kan vi skapa en plattform, som vi sedan bygger vidare på.
Martina håller med:
– Det är en fantastisk möjlighet att få arbeta som doktorand i den här miljön. Jag är övertygad om att vi kan göra skillnad och det är väldigt roligt att få arbeta med något som spänner över både grundforskning och mer tillämpningsnära forskning. Det här projektet har potential att göra verklig nytta.

Martina Butori, doktorand, fokuserar i sin forskning på att utveckla bränsleceller. Foto: Malin Eld
Martina Butori, doktorand, fokuserar i sin forskning på att utveckla bränsleceller. Foto: Malin Eld
KTH – PUSH vätgas

PUSH är ett forskningscentrum som finansieras av Stiftelsen för strategisk forskning inom ramen för programmet Agenda 2030 Research Centres (SSF-ARC). Syftet med programmet är att hitta lösningar på några av FN:s Agenda 2030-mål. Huvudmålet med PUSH är att arbeta med vetenskapliga och tekniska hinder som står i vägen för en utbredd användning av vätgas i hållbara energisystem, genom att kombinera aktiviteter gällande produktion, lagring och distribution samt användning av vätgas i en enda samordnad forskningsaktivitet. Centrumet är ett samarbete mellan KTH, Umeå universitet, Lunds universitet, Chalmers och forskningsinstitutet RISE.

kth.se

Säkrare och effektivare kärnkraft i SSF-projekt

Mattias Thuvander, docent på Chalmers. Foto: Lisa Jabar  / AnnalisaFoto
Mattias Thuvander, docent på Chalmers. Foto: Lisa Jabar / AnnalisaFoto

Kärnkraft är en viktig del av energimixen och säkerheten är avgörande. Krombelagda bränslerör och nya bränslen kan vara en lösning för att både minska risken för olyckor och öka energieffektiviteten. I ett stort SSF-finansierat projekt leder Mattias Thuvander en grupp forskare som studerar detta ända ner på atomnivå.

Projektet har tre fokusområden: att utveckla nya beläggningar på bränslerören och på så sätt göra dem mindre känsliga för korrosion, att studera om bränslet, som idag består av urandioxid, kan ersättas av urannitrid i framtida reaktorer, samt att utveckla undersökningsmetoder för att studera använt radioaktivt bränsle. Urannitrid har högre effekt i kärnklyvning och bättre termiska egenskaper, i synnerhet i ett olycksscenario. Forskningen är en del av SSF-programmet Material för energiapplikationer och är ett samarbete mellan Chalmers, Uppsala universitet och KTH.
På Chalmers fysikinstitution är fokus framför allt på den renodlade materialforskningen.
– Ett problem med dagens bränslerör är att de korroderar snabbt vid hög värmeutveckling och vi såg mycket allvarliga konsekvenser av detta vid olyckan i Fukushima 2011. Vi forskar om hur man genom att belägga rören exempelvis med krom kan förhindra korrosion och då också få ut mer energi från bränslet, berättar Mattias Thuvander, docent på Chalmers.

Bra resultat
Genom avancerad tomografi studerar forskarna på Chalmers materialet atom för atom efter såväl normal drift som efter simulerade olyckor. Metallisk krombeläggning har visat sig fungera mycket bra i tryckvattenreaktorer, som är den typ som används på bland annat Ringhals, och Mattias tror att krombelagda rör kommersialiseras inom några år.
– De testas idag i sådana reaktorer i Belgien och USA och visar goda resultat, med mindre oxidering och högre nötningsbeständighet. I kokvattenreaktorer, som finns vid exempelvis Oskarshamn och Forsmark, är vattenmiljön mer oxiderande, så där återstår en del utmaningar. En lösning som vi studerar är att använda krom/niob-nitrider, säger han.

Energieffektiva
Förutom förhöjd säkerhet och tålighet gör krombelagda rör att man kan få ut mer energi ur samma mängd uran.
– De kostar mer att tillverka, men långsiktigt kan de bidra till att få ner driftskostnaderna och därmed visa sig vara kostnadseffektiva och ge mindre mängd avfall för slutförvaret, förklarar Mattias Thuvander.
Mattias vill gärna lyfta fram vikten av SSF:s finansiering.
– Den här typen av tvärvetenskapliga projekt ger spännande synergier och får effekt på många plan. Delar av detta kommer exempelvis att ingå i Energimyndighetens projekt om små modulära reaktorer, så det kommer till nytta även där, liksom i projekt om fjärde generationens reaktorer.

Chalmers / ssf – energimaterial

Mattias Thuvander, docent på Chalmers, leder ett materialforskningsprojekt med syftet att förbättra säkerheten i kärnkraftverk. Projektet är ett samarbete mellan Chalmers, KTH och Uppsala universitet. Westinghouse, Sandvik, Vattenfall, Höganäs, OKG, Onsala Engineering och Studsvik medverkar också. Projektet får bidrag från Stiftelsen för strategisk forskning, SSF.

För mer information, kontakta:
Mattias Thuvander, docent, Chalmers
Tel: 031-772 33 22
mattias.thuvander@chalmers.se

chalmers.se

Nya lipaser ger hållbarare råvaruförädling

Eva Nordberg Karlsson, professor i bioteknik och Zehui Dong, industridoktorand på Lunds universitet. Foto: Jan Nordén
Eva Nordberg Karlsson, professor i bioteknik och Zehui Dong, industridoktorand på Lunds universitet. Foto: Jan Nordén

I ett gemensamt projekt förbättrar Lunds universitet och livsmedelsproducenten AAK förädlingsprocessen av biobaserade råvaror, minskar svinnet och effektiviserar resursnyttjandet.

När biobaserade råvaror ska förädlas till en slutprodukt, är andelen oanvändbara restprodukter ofta större än den andel som faktiskt når slutbrukaren. Samtidigt är omställningen till förnybara resurser viktigare än någonsin. Men den är också mer möjlig. Restprodukterna från förädlingsprocessen innehåller byggstenar som kan omvandlas till en användbar produkt. Det kräver en katalysator till vilket ett enzym kan vara idealiskt. Och tack vare bioinformatikens utveckling finns idag enorma databaser med sekvensinformation om olika enzymer – något som gör det lättare att hitta den katalysator som krävs.
Eva Nordberg Karlsson är professor i bioteknik på Lunds universitet och handledare för ett av de projekt som nyttjar den möjligheten.
– Vi ska absolut inte slarva bort restprodukterna utan se till att vi använder dem så mycket som möjligt, säger hon.

Samarbete med industrin
Projektet drivs gemensamt med företaget AAK AB, en svensk tillverkare av vegetabiliska oljor för bland annat livsmedelsindustrin och läkemedelsindustrin. Målet är att upprätta en process som effektivt omvandlar deras råvaror till önskad produkt utan oanvändbara restprodukter. I fokus är lipaser, enzym som kan katalysera omvandlingen av oljerika produkter. Till exempel Sheasmör, en av AAK:s produkter som genomgår en av de processer projektet söker effektivisera. Projektet leds av Eva och AAK:s handledare Kim Olofsson och genomförs av industridoktorand Zehui Dong.
– Med kunskap om vilka enzymer vi ska välja för olika typer av funktioner kan vi använda dem på ett smartare sätt. Genom att titta på strukturer, jämföra funktioner och spetsa de som redan finns så hittar vi hela tiden svar på hur vi kan jobba för att få dem lite bättre och lite mer specifika.
Projektet har som mål att möjliggöra en ny processlinje för AAK, och kommer att pågå fram till 2024. Och de är på god väg, menar Eva Nordberg Karlsson.
– Vi har tittat på flera alternativ och vet lite mer om vad vi ska välja och inte ska välja för att få till den resurseffektivitet vi vill nå.

LU – Lipaser för hållbar processing

Lunds universitet/Nya lipaser för hållbar processing
Projektet Nya lipaser för hållbar processing drivs av Lunds universitet och AAK AB och är finansierat av SSF. Lunds universitet grundades 1666 och är Sveriges näst äldsta lärosäte. 2022 har lärosätet omkring 46000 studenter per år och över 8000 anställda.

lu.se

Swerim tar täten för vätgasforskning

Nuria Fuertes, chef för gruppen metalliska material i aggressiva miljöer på Swerim.
Nuria Fuertes, chef för gruppen metalliska material i aggressiva miljöer på Swerim.

Vätgasteknologier kommer att vara avgörande för att klara av omställningen till ett fossilfritt samhälle och då behövs bättre kunskap om hur vätgas påverkar metalliska material. En mängd olika forskningsprojekt som handlar om vätgas pågår redan idag hos det industrinära metallforskningsinstitutet Swerim.

Nu genomför Swerim en kraftsamling inom vätgasforskning genom att lansera National Hydrogen Research Center for Metallic Materials.
–Vi har kunskapen, utrustningen och känner väl till kundbehovet, säger Nuria Fuertes, chef för gruppen metalliska material i aggressiva miljöer på Swerim. Hon var bland annat projektledare för HyMech, en förstudie finansierad av Vinnova med fokus på att identifiera den svenska industrins behov av provning av metallegenskaper i vätgas. För att kunna tillverka komponenter som säkert kan användas i vätgasmiljöer krävs en god kännedom om materialets beteende i en sådan miljö.

Vätgasens inverkan på metaller
Swerim utvecklar just nu centrets anläggning för provning av mekaniska egenskaper i vätgasmiljö i både Kista och Luleå. Anläggningen – som är en av få i världen – kommer att stärka svensk industrins konkurrenskraft och möjliggöra kortare ledtider för att verifiera material och komponenter.
– Olika tillämpningar kräver hantering av vätgas vid olika tryck och temperaturer, förklarar Nuria Fuertes. Vi kommer att möta industrins behov genom att erbjuda provning vid både hög och låg temperatur samt tryck upp till 1000 bar.
Tillsammans med sina kollegor utformar hon nu en fortsättning på projektet där materialegenskaperna för olika stål, gjutjärn och nickelbaslegeringar kommer att testas. Projektets har ett stort konsortium bestående av ståltillverkare, processindustri och slutanvändare. Materialanvändning för lagring och transport av vätgas, kraftgenerering och fordon kommer att studeras.
– Målsättningen är att inom ramen för projektet ta fram en guide som hjälper industrin att välja rätt material för sina framtida vätgasapplikationer, allt för att underlätta och påskynda industrins omställning, avslutar Nuria Fuertes.


Överskottsgas från stål­tillverkning ska bli konstgödsel

Magnus Lundqvist, projektledare för Initiate.
Magnus Lundqvist, projektledare för Initiate.

EU-projektet INITIATE, har som fokus att utvinna urea ur överskottsgas från stålindustrin. Urea är idag ett av världens vanligaste medel för konstgödsel och utvinns i dagsläget i huvudsak ur den fossila råvaran naturgas.

– Efterfrågan på urea som konstgödsel är stor. Globalt handlar det idag om 55 miljoner ton och behovet växer årligen. Via INITIATE utvinner vi urea cirkulärt från stålindustrins överskottsgas, vilket innebär en fyrtioprocentig minskning av dagens koldioxidavtryck i samband med produktion av urea. Närheten till och vår goda relation med SSAB innebär att vi kan säkra vår tillgång till överskottsgas, säger Magnus Lundqvist, projektledare för Initiate.
På Swerim finns en reaktoranläggning som ska utvidgas till en park med totalt sex reaktorer. Via en 1100 meter lång gasledning ska överskottsgaser från SSAB transporteras till Swerims forskningsanläggningar. Projektets pilotförsök kommer att äga rum i Swerims lokaler i Luleå.
– Det globala intresset för projektet är hittills stort. Efterfrågan på hållbart producerat konstgödsel är mycket hög. Ytterligare en faktor som bidrar till det stora intresset är att vi i våra tidiga beräkningar kunnat se att det inte är dyrare att framställa urea av restgaser från stålproduktion än av naturgas. När projektet är fullt utbyggt är vår ambition att kunna producera 150 kg ammoniak per timme. Ambitionen är att forskningsprojektet ska mynna ut i fullskalig industriell produktion av urea 2030, säger Magnus Lundqvist.

Swerim – vätgas och metall

H2020-projektet INITIATE startade 2020 och kommer att pågå till slutet av 2025. Projektet har en budget på 240 miljoner kronor, varav 210 miljoner kronor finansieras av EU.
Industripartners: Arcelor Mittal, SSAB, Stamicarbon, Nextchem, Johnson Matthey och Kisuma Chemicals. Forskningsinstitut: Swerim och TNO. Universitet: POLIMI och Radboud University.

swerim.se

Kan revolutionera fjärranalysområdet

Joakim Bood, professor i förbränningsfysik på Fysiska institutionen vid Lunds universitet. Foto: Jan Nordén
Joakim Bood, professor i förbränningsfysik på Fysiska institutionen vid Lunds universitet. Foto: Jan Nordén

Lasertekniken har ett brett tillämpningsområde, men de begränsade mätmöjligheterna med traditionell laser-radarteknik utgör i många fall en bromskloss. I ett forskningsprojekt vid Fysiska institutionen vid Lunds universitet utvecklas en helt ny typ av bakåtriktad lasring som har potential att revolutionera hela fjärranalysområdet med drastiskt förbättrad detektionskänslighet.

Lasern har kontinuerligt funnit nya användningsområden och är idag till mycket stor nytta inom forskning, industri och samhälle. I de tillämpningsområden där det är svårt att placera lasern nära arbetsområdet används i dagsläget en markplacerad laser som sänder ut en stråle riktad mot mätområdet. En detektor registrerar det laserljus som spritts mot molekyler och partiklar i atmosfären, så kallad laser-radarteknik.
– Den stora begränsningen med laser-radar-tekniken är att laserljuset då det träffar en luftpartikel väsentligen sprids lika mycket i alla riktningar, vilket gör att en extremt liten andel av det spridda laserljuset når detektorn. Dessutom minskar denna andel kvadratiskt med avståndet till mätpunkten. Det begränsar mätmöjligheterna avsevärt, säger Joakim Bood, professor i förbränningsfysik på Fysiska institutionen vid Lunds universitet och forskningsledare för SSF-projektet Bakåtriktad lasring för optisk fjärranalys, som är inne på sitt tredje år av totalt fyra.

Fyller en nyckelroll
Syftet med forskningsprojektet är att överbrygga laser-radar-teknikens fundamentala begränsningar genom att generera en bakåtriktad laserstråle där något av ämnena i den omgivande gasen fungerar som aktivt medium.
– Med bakåtriktad lasring uppnås en betydligt högre känslighet och möjlighet att mäta lägre koncentrationer. Omställningen till ett hållbart samhälle innebär att vi i ökad utsträckning behöver elda med förnyelsebara bränslen, vilket ökar behovet av effektiv beröringsfri övervakning i exempelvis ugnar och på kraftverk. Här kan den bakåtriktade lasringen med extremt korta laserpulser göra stor nytta, säger Joakim Bood.
Inom ramen för forskningsprojektet genomförs laborativa tillämpningar med ambitionen att så småningom driva utvecklingen vidare mot tillämpningar i industrin. En målsättning är att skapa en mobil plattform för den nya mättekniken som kan testas på exempelvis kraftverk, i gasturbiner eller motorer.

Lunds universitet– Förbränningsanalys

SSF-projektet Bakåtriktad lasring för optisk fjärranalys genomförs vid Avdelningen för Förbränningsfysik, Fysiska Institutionen vid Lunds universitet. Vid avdelningen bedrivs forskning och utbildning inom laser­diagnostik med tillämpningar inom allt från förbränning till insektskaraktärisering samt kemiska beräkningar av atmosfärs- och förbränningsfenomen.

Kontakt: joakim.bood@forbrf.lth.se
www.forbrf.lth.se

Nytt stöd till forskare som söker EU-bidrag

SSF vill hjälpa svenska forskare att söka bidrag i EU:s forskningsprogram Horisont Europa. Med utlysningen ”SSF: EU Horisont Europa ansökningsstöd – en hävstång för svensk forskning” kan forskare som redan har eller har avslutat ett SSF-projekt efter januari 2018, söka bidrag.

Utvalda projekt kommer att tilldelas bidrag på 300000 till 500000 kronor beroende av den sökandes roll i det föreslagna projektet.

Sista ansökningsdag är 1 september 2021 kl 14:00!
Beslut meddelas i oktober.

Klicka här för mer information

Stiftelsen för Strategisk Forskning

Stiftelsens för Strategisk Forskning delar årligen ut omkring 600 Mkr till strategisk forskning inom naturvetenskap, teknik och medicin. Målet är att forskningen på sikt ska kunna komma till nytta för svensk industri och samhälle. Ett tiotal utlysningar finns att söka varje år och de utformas olika beroende på utlysning. Huvudsakligen delas de ut som rambidrag eller som individuella bidrag, i första hand till unga framgångsrika forskare. Vi har också några program som uppmuntrar rörlighet mellan akademi och industri.

strategiska.se