Villen työ löytyy Treposta https://trepo.tuni.fi/handle/10024/157024
Mistä aiheesta teit diplomityösi ja mitkä olivat sen päätulokset?
Diplomityöni kantaa nimeä Utilization of captured solid carbon in infrastructures. Työssä tutkittiin talteen otetun kiinteän hiilen hyötykäyttömahdollisuuksia infrarakentamisessa. Tiivistetysti selitettynä idea on, että esimerkiksi teollisissa prosesseissa syntyvistä kaasuvirroista erotellaan hiilidioksidi ja muut kaasun komponentit erilleen. Eroteltu hiilidioksidi syötetään sen jälkeen elektrolyysikammioon, jossa se hajotetaan kemiallisesti suurella sähkövirralla kiinteäksi hiileksi ja kaasumaiseksi hapeksi sulassa suolaliuoksessa. Hiilidioksidin elektrolyysillä on mahdollista tuottaa morfologialtaan erilaisia hiilituotteita, joita voidaan hyödyntää useissa erilaisissa käyttökohteissa. Hiilituotteiden hyödyntäminen infrarakenteissa on kuitenkin täysin uusi aihealue, josta ei ole tehty aiempaa tutkimusta.
Hiilituotteiden soveltuvuutta tierakenteisiin tutkittiin tekemällä alustavia routamitoitus- ja painumatarkasteluja kuvitteellisille tierakenteille, joissa osa luonnonkiviaineksesta on korvattu hiilituotteilla. Laskelmissa käytetyt lähtöarvot olivat pitkälti sivistyneitä arvioita, koska materiaalia ei saatu tutkittavaksi työn aikana niin paljon kuin olisi toivottu. Hiilituotteiden tilavuuspaino ja veden adsorptiokyky saatiin kuitenkin jotenkuten määritettyä työn aikana. Tilavuuspainon havaittiin olevan lähellä vaahtolasin tilavuuspainoa, eli varsin kevyestä materiaalista on kyse.
Työssä tehtyjen alustavien laskelmien ja tarkastelujen perusteella havaittiin, että hiilituotteiden käytöllä voidaan vähentää tierakenteen routimista ja sen aiheuttamia painumia, mikä mahdollistaa ohuempien rakennepaksuuksien käyttämisen sekä vähentää pohjanvahvistustoimenpiteiden tarvetta pehmeiköille rakennettaessa. Hiilituotteiden käytöllä voidaan myös vähentää neitseellisen kiviaineksen käyttöä. Toisin sanottuna hiilituotteita voitaneen hyödyntää ainakin alemman luokan teiden alemmissa rakennekerroksissa tai rakenteissa, jotka eivät altistu liikennekuormitukselle.
Työ oli osa poikkitieteellistä Bio-CCU-hanketta, jonka pääasiallisena tarkoituksena on kestävän arvon luominen biopohjaisesta hiilidioksidista. Lisätietoa hankkeesta voi lukea täältä: https://clicinnovation.fi/project/bioccu/
Mistä sait diplomityön aiheen?
Tämä ja pari muuta diplomitöiden aihetta odottivat tekijöitänsä tutkimuskeskus Terrassa keväällä 2023. Paulin ja Nuutin kanssa olimme jo aiemmin jutelleet diplomityön tekemisestä ja pienen pohdinnan jälkeen päätin valita tämän aiheen.
Mitkä olivat tärkeimmät prosessissa oppimasi asiat?
Prosessi oli haastava eikä epätoivontäyteisiltä hetkiltä aina vältytty. Kirjoittaminen ja tiedon hakeminen oli välillä tuskastuttavaa, mutta oli erittäin palkitsevaa, kun tajusi löytäneensä hyödyllistä ja olennaista lähdemateriaalia, tai kun sai sovitun välipalautuksen tehtyä. Lopulta myös koko prosessin loppuun saattaminen tuntui erittäin hienolta. Prosessin aikana opin työskentelemään pitkäjänteisesti sekä jakamaan tehtäviä pienempiin kokonaisuuksiin. Opin myös, ettei kannata säikähtää, vaikka diplomityöprosessi hieman venähtäisi. Niin saattaa käydä myös ulkoisten tekijöiden vaikutuksesta, joihin voi itse vaikuttaa hyvin vähän.
Miten opintosi tukivat diplomityön tekemistä? Entä työssäkäynti?
Kandidaatintutkielma ja kirjalliset harjoitustyöt olivat hyvää harjoitusta tieteellistä kirjoittamista varten. Kirjoitin työn englanniksi, minkä vuoksi myös kandivaiheessa suoritetut englannin kielen kurssit olivat hyödyllisiä. Infrarakenteiden suunnittelukurssit tarjosivat hyvät pohjatiedot suunnittelussa huomioitavien asioiden, kuten materiaalien ominaisuuksien ja käyttäytymisen tieteellisistä taustoista ja käytännön soveltamisesta.
Opintojen ohella työskentelin välillä kesäisin työmailla ja välillä Terran geotutkimuslaboratoriossa GeoLassa tai kurssiassistenttina. Aiempi työskentely laboratoriossa oli hyödyllistä työn kannalta.
Mitä muuta haluaisit tuoda esille opinnoista tai diplomityöstä?
Diplomityön aihe painottuu vahvasti tulevaisuuteen. Siitä kertoo muun muassa se, että työn aikana saimme materiaalia tutkittavaksi yhteensä noin 2 grammaa, mikä oli materiaalin tuottajien mielestä yllättävän suuri määrä. Vielä toistaiseksi jää siis nähtäväksi, päästäänkö talteen otettua kiinteää hiiltä hyödyntämään infrarakenteissa ja ovatko materiaalin ominaisuudet samankaltaisia kuin tämän työn puitteissa tehdyt kokeet antoivat ymmärtää. Rehellisesti sanottuna en olisi etenkään fuksina arvannut tekeväni tällaista diplomityötä.
Valmistuit – mitä seuraavaksi?
Jatkan työskentelyä Terrassa kuluvan vuoden loppuun saakka yliopisto-opettaja Mika Knuutin sijaisena. Sen jälkeen on suunnitelmana suuntautua yksityiselle sektorille, sillä haluaisin kokeilla työskentelyä tie-, katu- ja aluesuunnittelun parissa. On minua myös houkuteltu tekemään väitöskirjaa, mutta se ei liene ainakaan vielä tässä kohtaa ajankohtaista.