2024. aastal muutus senine Põlevkivi Kompetentsikeskus (PKK) Kestlike Keemiatehnoloogiate Kompetentsikeskuseks (KKK). Tegemist polnud pelgalt sildi vahetamisega.

Kompetentsikeskust juhtiv Kalle Pirk selgitab, et põlevkivi kõrval kompetentsikeskuse eelkäijad tegelenud ka muudest toormetest uute materjalide sünteesimisega. Nüüd on uue perspektiivse suunana käima läinud katsed, mille lõppeesmärgiks on plastijäätmetest vesiniku tootmine. 

Tööle on asunud kolm uurimisrühma. Veroonika Shirokova juhitav on loodud Õiglase Ülemineku Fondi toetusel ning keskendub nanokomposiitmaterjalide uurimisele taastuvenergeetika ja salvestustehnoloogia valdkonnas. Olga Pihl juhib kütuste tehnoloogia teadus- ja katselabori ning rakendusliku keemia teadus­labori uurimisrühma. Professor Allan Niidu juhib rakendusliku keemia uurimisrühma, mis tegeleb CO₂ väärindamise ja haruldaste muldmetallide kasutamisega poorsete materjalide loomisel.

Vesiniku tootmise suunal on juba olemas ka esimene edulugu: tahke soojuskandjaga pürolüüsi protsessis orgaanilistest toorainetest sünteesgaasi saamise meetodi väljatöötamine. Meetod sai möödunud sügisel Patendiametilt kasuliku mudeli tunnistuse.

Kuidas taaskasutada taaskasutamatut?

Kommipaberid, kohupiimatoodete pakendid ja mahlapakid koosnevad tavaliselt komposiitmaterjalist ehk mitmest erinevast materjalikihist, sealhulgas omavahel kokku liimitud või sulatatud plastikust, fooliumist ja paberist. Need kihid tagavad pakendi tugevuse, säilivusaja pikendamise, kaitse väliste tegurite eest ja tiheduse. Paraku raskendab kihiline koostis nende ringlussevõttu.

Komposiitmaterjalidest koosnevad ka tuulegeneraatorite labad ning nendegi utiliseerimine on täna tõsine probleem. Tuulikute eluiga on tavaliselt 20–25 aastat ning kasutusest eemaldatud labade kogus kasvab pidevalt ja märkimisväärselt, eeldatavasti läheb eelseisvatel aastakümnetel kõrvaldamisele kümneid tuhandeid labasid. Pärast eluea lõppu satuvad need sageli prügimäele, kuid tuulikute labad ei lagune keskkonnas lõplikult ka sajandite jooksul.

Siin pakubki lahenduse Virumaa kolledži kütuse tehnoloogia teadus- ja katselaboris välja töötatud kaheastmelise pürolüüsi meetod. Labori juhataja Olga Pihl selgitab, et kaheastmelises pürolüüsis toimub jäätmete termotöötlus, mis võimaldab saada kõrge vesinikusisaldusega sünteesgaasi. Klassikalisest pürolüüsist või gaasistamisest on protsess keerulisem, meetod hõlmab kahte kuumutamise ja lähteaine lagunemise etappi ning see muudab protsessi efektiivseks erinevate jäätmeliikide töötlemisel.

Kaheastmelise pürolüüsi peamine eelis võrreldes klassikalise gaasistamisega on õhu puudumine protsessis. See hoiab ära soovimatud kõrvalreaktsioonid, nagu oksüdatsioon, ning minimeerib süsinikmonooksiidi (CO) ja süsihappegaasi (CO₂) sisaldust sünteesgaasis. See on eriti oluline puhtama, kõrge vesinikusisaldusega gaasi tootmiseks, mida saab kasutada energeetilistel ja tööstuslikel eesmärkidel, eeskätt keemiatööstuses. 

Teadus ja õppetöö käivad käsikäes

Paralleelselt teaduslike arendustegevustega on ka Virumaa kolledži õppekava läbinud olulise uuenduskuuri. Üheks näiteks on möödunud sügisel startinud õppekava „Jätkusuutlikud keemiatehnoloogiad“, mille üheks kandvaks lektoriks on Jasper Adamson. Ta on Cambridge’i ja Oxfordi ülikoolides läbinud bakalaureuse-, magistri- ja doktoriõppe ning töötanud Pennsylvania ülikoolis Virgil Perceci ja 2023. aasta Nobeli laureaadi Drew Weissmani töörühmades. Nüüd Virumaa kolledžis tuleviku keemiat õpetades paneb Adamson rõhku näitlikule ning kaasavale õpetamise stiilile. 

„Hindan lektori ameti puhul seda, et saan panustada noorte arengusse, kes tulevikus tööstuses või teaduses keemia erialal töötavad. Õpetan keemia aluseid ja pean eriti oluliseks, et üliõpilastel tekiksid sügavamad seosed ja arusaamad keemiast,“ selgitab Adamson. Õppejõuna pakuvad talle kõige enam rõõmu hetked, mil üliõpilased on mõnest uuest mõistest või teooriast aru saanud.

Jasper Adamson on panustanud ka uute õppejõudude kaasamisse õppekavasse, et õppetöö toimuks võimalikult kõrgel tasemel. Õppejõududena kaasatakse oma valdkonna eksperte ja õppekavasse on lisandunud uusi kiirguskaitse alaseid õppeaineid, et õpilased saaksid infot ja teadmisi ka tuumaenergeetikast. 

Virumaa kolledži direktor Mare Roosileht võtab Kohtla-Järvel keemiatehnoloogia alases teadus- ja õppetöös toimuvad arengud kokku tõdemusega, et teaduse ja hariduse sünergia loob aluse Ida-Virumaa kestlikule tulevikule. „Siinsed teaduspõhised lahendused näitavad, et innovatsioon suudab samaaegselt pakkuda vastuseid globaalsetele keskkonnaväljakutsetele ning tuua kasu kohaliku majanduse ja kogukonna arengule,“ ütleb Roosileht.

Artikkel ilmus Tehnikaülikooli ajakirjas Mente et Manu.