Kilpailussa teollisuuden päästöjen vähentämiseksi ja kriittisten raaka-aineiden kasvavan kysynnän tyydyttämiseksi innovatiivinen startup-yritys on muuttamassa CO₂-jätteen osaksi ratkaisua. Virolainen deep tech -yritys UP Catalyst on kehittänyt menetelmän, jolla teollisuuden hiilidioksidipäästöistä tuotetaan korkean suorituskyvyn hiilimateriaaleja, kuten grafiittia ja hiilinanoputkia.
Näitä materiaaleja hyödynnetään akkujen, rakennusmateriaalien ja uuden sukupolven elektroniikan valmistuksessa. UP Catalystin erottaa kuitenkin muista heidän tuotantotapa: se tapahtuu huomattavasti pienemmällä energiankulutuksella, alhaisin kustannuksin ja täysin ilman fossiilisia polttoaineita. Tämä tarkoittaa, että he auttavat teollisuudenaloja vähentämään päästöjä korkean suorituskyvyn tuotteiden valmistuksessa.
Avaruudesta alkunsa saanut idea, jolla on maapallon kokoinen potentiaali
UP Catalystin innovaation alkuperä on yhtä rohkea kuin sen missio. Ydinteknologia perustuu elektrokemialliseen prosessiin, jonka NASA kehitti alun perin hapen tuottamiseen pitkien avaruuslentojen aikana. UP Catalyst katsoi pidemmälle – ja keskittyi prosessissa syntyvään hiileen. Hiileen, joka voidaan muokata uudelleen kestäviksi ja suorituskykyisiksi materiaaleiksi.
“Perustimme UP Catalystin rohkean vision pohjalta: antaa CO₂:lle vihreä tarkoitus“, sanoo Dr. Sebastian Pohlmann, UP Catalystin teknologiajohtaja.
“Ja kun Euroopan komissio nimesi UP Catalystin strategiseksi hankkeeksi osana kriittisten raaka-aineiden säädöstä, se vahvisti, että emme rakenna vain toimivaa ratkaisua, vaan jotain, joka on olennaista Euroopan omavaraisuuden kannalta.“
Kasvun paineet ja skaalautuvan tuotannon haasteet
UP Catalyst on kasvun keskellä kohdannut kaksisuuntaisia haasteita. Yhtäältä se on pyrkinyt murtautumaan akkumateriaalien vakiintuneisiin, tuontiriippuvaisiin toimitusketjuihin ja haastamaan fossiilipohjaisen hiilen kansainväliset toimittajat. Yrityksen prosessi poikkeaa perinteisestä: se ei aiheuta ympäristöhaittoja ja tukee Euroopan siirtymää kohti materiaalista omavaraisuutta.
Samalla tuotannon skaalaaminen on vaatinut teknistä osaamista reaktorijärjestelmien lämpötasapainon ja lämpöjännitysten hallinnassa. Prosessi toimii jopa 800 °C:n lämpötiloissa, mikä asettaa korkeat vaatimukset sekä materiaalien kestolle että järjestelmien tarkkuudelle. Tiimin mukaan erilaisten rakenneaineiden käyttäytyminen lämpörasituksessa on yksi keskeisistä tekijöistä onnistuneessa laajennuksessa.
Tarkkuutta ja tehoa suunnitteluun SOLIDWORKS Simulationilla
UP Catalyst on ratkaissut tekniset haasteensa hyödyntämällä SOLIDWORKSin työkaluja – erityisesti SOLIDWORKS Simulationia. Niiden avulla yritys on pystynyt digitaalisesti mallintamaan lämmönsiirtoa, rakenteellisia jännityksiä ja värähtelyjen vaimennusta. Tämä on vähentänyt kallista ja aikaa vievää prototyyppien kokeilua ja virheiden korjaamista fyysisessä tuotannossa.
Dr. Sebastian Pohlmann kertoo luottavaisesti: “SOLIDWORKSin ansiosta olemme siirtyneet ideasta skaalautuvaan reaktorituotantoon nopeammin ja varmemmin.“
Ohjelmisto on ollut keskeinen osa UP Catalystin suunnitteluprosessia, reaktorien rakennesuunnittelusta aina mittatilaustyönä kehitettyihin kaasunkäsittely- ja puhdistusjärjestelmiin saakka.
“Tiimimme nojaa vahvasti 3D-mallinnukseen, kokoonpanoihin ja piirustustyökaluihin uusien kennoratkaisujen ja tuotantomoduulien nopeassa prototyyppauksessa. Parametrinen mallinnus mahdollistaa suunnittelumuutosten nopean testauksen ja tarkat mittasäädöt,“ lisää Dr. Pohlmann.
UP Catalystin pääinsinööri Aleksandr Fomichev tarkentaa: “Olemme hyödyntäneet SOLIDWORKS Simulationia mallintaaksemme lämpölaajenemista, jännitysjakaumaa suurilla kuormilla sekä värähtelyjen vaimennusta reaktorikokoonpanossa.” Tämän lisäksi simulaatiotyökaluja käytetään Up Catalystillä materiaalivalinnoissa, erityisesti osissa, jotka altistuvat korkeille lämpötiloille ja korroosiota aiheuttaville olosuhteille.“
Suunnittelufilosofia kasvun edistämiseksi
UP Catalystin skaalautumista ohjaa modulaarinen suunnitteluajattelu. Dr. Sebastian Pohlmann kertoo siitä näin: “Olemme oppineet, että tuotantoprosessit kannattaa suunnitella yksikkölohkoina, joita voidaan hyödyntää suuremmassa mittakaavassa, tämä säästää kustannuksia ja pienentää riskejä kasvun myötä.“
Tämä strateginen lähestymistapa on kehittynyt visioksi gigatonniluokan tuotannosta. Tulevina vuosina startup aikoo kasvattaa tuotantoaan vuosittain kymmenkertaiseksi. Tavoitteena on lopulta toimittaa hiilimateriaaleja miljoonaan sähköauton akkuun vuoteen 2030 mennessä.
Tulevaisuudessa heidän CAD-suunnittelunsa pitää sisällään entistä monimutkaisempia toisiinsa liittyviä järjestelmiä ja suuria kokoonpanoja. Kyky simuloida, testata ja iteroida digitaalisesti säilyy keskeisenä osana heidän innovaatiostrategiaansa
PLM Group on toiminut UP Catalystin pitkäaikaisena kumppanina
UP Catalyst liittyi PLM Groupin SOLIDWORKS for Startups -ohjelmaan jo varhaisessa vaiheessa. Ohjelman kautta he saivat käyttöönsä alennetut SOLIDWORKS-lisenssit, joilla oli merkittävä rooli yrityksen alkuvaiheen kehityksessä. PLM Groupin koulutustarjonta on koettu arvokkaaksi, ja yritys suunnittelee osallistuvansa koulutuksiin jatkossakin osaamisensa kehittämiseksi. Tavoitteena on hyödyntää käytössä olevat työkalut täysimääräisesti PLM Groupin tuella.
“Työkalujen lisäksi on tärkeää tietää, että meillä on kumppani, jonka puoleen voimme kääntyä tarpeidemme kehittyessä,” kertoo Dr. Pohlmann.
UP Catalyst antaa CO₂:lle vihreän tarkoituksen
UP Catalyst on matkalla uudistamaan materiaalien toimitusketjua. Yritys osoittaa jatkuvasti, että hiilinegatiiviset ja korkean suorituskyvyn materiaalit voivat olla sekä toimivia että kilpailukykyisiä. Nyt UP Catalyst auttaa kokonaisia toimialoja ajattelemaan uudelleen, miten kriittisiä materiaaleja valmistetaan.
Rohkea idea, määrätietoinen insinöörityö ja oikeat digitaaliset työkalut tekevät yrityksestä elävän esimerkin siitä, miten tutkimus ja kokeilu johtavat innovaatioihin. Päästöjen muuttaminen arvokkaiksi resursseiksi ei ole enää unelma, vaan todellisuutta.
Etsitkö keinoja kasvattaa tuotantoasi nopeammin ja tehokkaammin?
Tämä startup hyödyntää simulaatiotyökaluja tehokkaasti ymmärtääkseen, miten tuotteet toimivat todellisissa käyttöolosuhteissa, säästäen sekä aikaa että kustannuksia.
Lue lisää simuloinnista, tutustu SOLIDWORKS for Startups -ohjelmaan ja ota meihin yhteyttä, kerromme mielellämme, miten voimme auttaa yritystäsi kasvamaan paremmin ja nopeammin.
