Tilbake til søkeresultatene

BIA-Brukerstyrt innovasjonsarena

LiBan - Lignin-Based Performance Chemicals

Alternativ tittel: LiBan - Ligninbaserte ytelseskjemikalier.

Tildelt: kr 19,0 mill.

Prosjektleder:

Prosjektnummer:

309262

Prosjektperiode:

2020 - 2023

Midlene er mottatt fra:

Voksende befolkning og fortsettende industrialisering øker belastningen på akvatiske økosystemer. I tillegg til å være nødvendig for liv, er vann viktig i mange bransjer. Noen sektorer som krever enorme mengder, for eksempel landbruk, ressursutvinning og sanitæranlegg. Disse vannintensive industriene bruker en mengde kjemikalier for å øke effektiviteten, men de tradisjonelle fossilbaserte kjemikaliene har negative effekter på vannmiljøet, som akkumulering av mikroplast og tungmetaller, utslipp av drivhusgasser, overgjødsling av elver og utslipp av giftige og vedvarende stoffer. Målet med Liban var å utvikle nye bærekraftige alternative kjemikalier for vannintensive industrier ved å bruke lignin som råmateriale, redusere påvirkningen på akvatiske økosystemer samtidig som man går over til et mer sirkulært råmateriale. Lignin er en biopolymer som finnes i alle planter, og millioner av tonn produseres årlig i treforedlingsindustrien. Bare en liten brøkdel av ligninet som blir produsert brukes til kjemikalier, mens mesteparten blir brent for energi. Lignin er komplekst og allsidig, men det mangler teknologier som tillater kosteffektiv konvertering til optimaliserte høyverdige kjemikalier. For å utnytte et slikt komplekst naturlig råstoff, ble det i Liban utviklet nye kjemiske modifiserings- og karakteriseringsteknologier som tillater presis konstruksjon av ligninbiopolymerstruktur og funksjonalitet. Nye, avanserte analysemetoder ble utviklet for å karakterisere ligninpolymeren, som er nødvendig for å kontrollere kjemisk struktur på molekylært nivå. Nye metoder ble utviklet for å konvertere ligninet til en rekke svært optimaliserte produkter for bruk i nisjer innenfor vannintensive sektorer, for eksempel mikronæringskomplekser for landbruk, avleiringshemmere for industrielle vannprosesser og til og med tilsetningsstoffer for oppvaskmiddeltabletter. Liban-prototypene ble testet i sluttbrukerapplikasjoner ved hjelp av industristandardmetoder implementert ved Borregaards laboratorier, og videre vurdert ved verdensledende forskningsinstitutter og internasjonale samarbeidspartnere etter hvert som prosjektet forberedte seg på kommersialisering. Totalt ble 10 nye ligninkonverteringsmetoder utviklet, noe som ga 16 nye prototyper for markeder som blant annet landbruk, gruvedrift, oljefelt og sanitæranlegg. To av de nye ligninkonverteringsteknologiene som ble utviklet i Liban krever en spesialbygd fabrikk for oppskalering, som Borregaard skal investere 100 millioner kroner for å bygge i 2024. Forsøk hos kommersielle partnere og kunder pågår over hele verden for å vurdere ytelsen til Liban-prototyper i et bredt spekter av vannintensive industrielle nisjer, for eksempel å erstatte mikroplastikk i frøbehandling, erstatte syntetiske komplekserende midler for mikronæringsstoffer i landbruk, erstatte giftige triaziner for hydrogensulfidrensing i industrielle vannsystemer og erstatte fossilbaserte polymerer i vaskemidler. Liban har allerede oppnådd første kommersielle salg: et nytt ligninbasert produkt designet for å eliminere behovet for giftige tungmetaller i oljebrønnboring i 2023. Liban etablerte også et nytt anvendelsesområde for Borregaard, og leverte de første ligninprototypene som erstatter syntetiske polymerer i rengjøringsprodukter. Liban støttet det norske forskningsmiljøet i utviklingen av ambisiøse miljøvennlige trebaserte teknologier for det globale markedet. Kompetansebygging innen ligninkjemi øker verdi og utnyttelsen av norsk trevirke, som foredles til bærekraftige kjemikalier ved Borregaard bioraffineri i Sarpsborg. Liban etablerte flere vitenskapelige gjennombrudd innen ligninkjemi og anvendelser, noe som utløste at Borregaard har valgt å investere i et nytt modifikasjonssanlegg i Norge, noe som vil skape arbeidsplasser. Arbeidet ble primært utført av Borregaard FoU og teknisk salgsteam med støtte fra en post doc ved Universitetet i Stavanger. Internasjonalt har Liban introdusert ligninbaserte kjemikalier til en rekke nye markeder, spredt kunnskap om denne viktige bioressursen og åpnet nye forretningsmuligheter. Resultatene er formidlet og publisert i 11 tekniske artikler og konferansepresentasjoner, samt 3 patentsøknader. Liban har gitt et betydelig fremskritt innen anvendt ligninvitenskap, og bidrar til å utvide forskningsmiljøet som er aktivt engasjert i å utvikle ny teknologi fra denne viktige fornybare, hjemmelagde ressursen.

The primary outcome of Liban was new competence in the chemistry of lignin and its conversion to specialty chemicals for use in water intensive industries. In the context of the partnership, Liban brought new expertise of lignin chemistry to the University of Stavanger, and new knowledge of water-intensive industrial applications to Borregaard. Borregaard has deepened understanding of applications in markets such as agriculture and water treatment processes, as well as establishing competence in new business areas such cleaning chemicals. Outside of the project partnership, Liban supported collaborations with international research institutions, such as the agriculture research department at the University of Padova (Italy) and the world-leading homecare detergent institutes. Liban prototype samples have been tested by companies around the world, disseminating knowledge of lignin-based chemistry. Liban impacts society by facilitating the transition towards more sustainable chemistry and enabling more environmentally friendly practices in water intensive industries. For example, Liban products reduce the need for heavy metals in oil/geothermal well drilling, replace toxic triazines for scavenging poisonous hydrogen sulfide gas in industrial water processes, and replace microplastics and other non-biodegradable chemicals in agriculture. In the long term, Liban directly impacts several UN Sustainable Development Goals: replacing toxic fossil based chemicals in water intensive industries improves aquatic ecosystems (SDG-14) and provides cleaner water (SDG-7); utilizing lignin produced in the pulp and paper industry instead of burning it promotes more responsible consumption and production (SDG-12); and the lower carbon footprint of Liban products compared to fossil chemicals benefits the climate (SDG-13).

In recent years, water intensive industries - such as agriculture, fossil fuel extraction, and mining - have come under particular pressure to improve the sustainability of their operations, driving them to seek sustainable green chemical alternatives for use in their processes. However, there is currently lacking tailor-made chemical solutions that can compete with established petrochemical additives on a cost-performance metric, and meet the high volumes that are required in water-intensive processes. The work outlined in LiBan addresses this problem by developing new green high-performance chemicals for water-intensive industries based on a uniquely abundant and versatile raw material: lignin. The dominance of petrochemical performance additives in water-intensive industries has been established through an enormous and sustained R&D effort that addressed two main challenges: (1) how to economically produce diverse structure and functionality from petroleum, and; (2) how to use this to optimize performance in specific industrial applications. Lacking is an equivalent R&D effort to meet these two key challenges for developing performance additives using sustainable feed-stocks such as lignin. LiBan aims to directly address this innovation-gap between sustainable and petroleum-based performance additives by understanding: (1) how to modify lignin to produce new diverse structures and functionality, and; (2) how optimize performance in targeted water-intensive applications. The project will include a collaboration with University of Stavanger. LiBan directly supports the United Nations Sustainable Development Goals (SDGs) by developing sustainable products with improved environmental footprint.

Budsjettformål:

BIA-Brukerstyrt innovasjonsarena

Temaer og emner

LTP3 Uttesting og kommersialisering av FoUInternasjonaliseringDelportefølje InternasjonaliseringFNs BærekraftsmålMål 13 Stoppe klimaendringeneMaterialteknologiUtviklingsarbeidFNs BærekraftsmålMål 12 Ansvarlig forbruk og produksjonLandbrukPortefølje ForskningssystemetVerifisering, pilotering, demonstrasjon (ny fra 2014)FNs BærekraftsmålMål 9 Innovasjon og infrastrukturLTP3 Klima, polar og miljøPortefølje Muliggjørende teknologierLandbrukJordInternasjonaliseringInternasjonalt prosjektsamarbeidNaturmangfold og miljøGlobale miljøutfordringerAvanserte produksjonsprosesserAvansert produksjonsteknologi som fag og teknologi (ny fra 2015)Politikk- og forvaltningsområderSkog, landbruk og matNanoteknologi/avanserte materialerNaturmangfold og miljøTerrestrisk forurensning inkl. miljøgifterPortefølje Klima og miljøFNs BærekraftsmålNanoteknologi/avanserte materialerAvanserte materialerAvanserte produksjonsprosesserBruk av avansert produksjonsteknologi (ny fra 2015)Bransjer og næringerProsess- og foredlingsindustriBioøkonomiNaturmangfold og miljøBioøkonomiØvrig bioøkonomiLTP3 Styrket konkurransekraft og innovasjonsevneLTP3 Bioøkonomi og forvaltningAvanserte produksjonsprosesserKlimarelevant forskningLTP3 Et kunnskapsintensivt næringsliv i hele landetAnvendt forskningPolitikk- og forvaltningsområderPolitikk- og forvaltningsområderNæring og handelLTP3 Muliggjørende og industrielle teknologierPortefølje InnovasjonLTP3 Nano-, bioteknologi og teknologikonvergensPortefølje Mat og bioressurserBransjer og næringerLTP3 Klima, miljø og energi