Trænørders opfindelse kan gøre trykimprægneret træ overflødigt

Det startede som et projekt, der skulle lave biobrændsel til skibe, men endte som miljøvenlig imprægnering af træ. Vejen til nye opfindelser er sjældent lige og forudsigelig, og det har den heller ikke været for KU-forskerne Emil Thybring og Sune Tjalfe Thomsen. Over flere år har de arbejdet på en ny metode til at imprægnere træ på en bæredygtig måde, der ikke skader miljøet.

I dag behandler industrien træ med tungmetaller som kobber for at få det til at holde længere, når man bruger træ som byggemateriale. Ved hjælp af et lufttryk får træet presset vand ind i materialet, hvor de imprægnerende stoffer er opløst i. Problemet er bare, at en stor del af stofferne udvaskes igen, når det regner på træet og ender i jorden, havmiljøet og vores drikkevand.

”Det er kort sagt noget rigtig lort. De giftstoffer, vi bringer ind i træet med vand for at få det til at holde længere, kommer også ud igen med vand og havner så i naturen. Det er et seriøst problem, som vi gerne vil løse med vores teknologi,” siger Emil Thybring, der er lektor på Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning.

Træets egen ”lim” i hyperkoncentrat

Forskernes metode bygger på stoffet lignin, der fungerer som et naturligt bindemiddel i træ, som stiver træet af og holder sammen på cellerne. Stoffet findes i enorme mængder, som et restprodukt fra papirindustrien, hvor det udskilles og brændes af, fordi det giver papir en brunlig farve fremfor hvid. Ifølge forskerne kan blot 15 procent af EU’s ligninproduktion erstatte de miljøskadelige stoffer i hele EU’s produktion af trykimprægneret træ.

”Det giver super god mening at tage et globalt restprodukt og bruge det som et miljøvenligt alternativ til den miljøskadelige træbeskyttelse, vi bruger mest af i dag,” siger Sune Tjalfe Thomsen, der er lektor på Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning.

Ved at opløse lignin i alkohol er forskernes lykkedes med at lave en ekstremt koncentreret blanding med så meget lignin i sig, at det kan imprægnere træ meget effektivt – en proces, de har døbt ”hyperlignificering”.

”Flere har tidligere tænkt på at bruge lignin som træbeskyttelse og forsøgt sig med nogle tynde opløsninger af stoffet. Men vi arbejder med meget højere koncentrationer, som virkelig kan mætte og beskytte træet mod svamp og råd,” siger Emil Thybring.

Blokade for svampe og fugt

Metoden bygger på, at lignin – et naturligt bindemiddel i træ – opløses i en alkoholbaseret væske, så det kan trænge ind i træets mikroskopiske struktur. Her anvender forskerne en proces, der minder om traditionel trykimprægnering, hvor væsken under tryk presses ind i træet. Forskellen er, at man arbejder med langt højere koncentrationer af lignin end tidligere, hvilket gør det muligt at “mætte” træet med det naturlige materiale.

Når ligninen først er inde i træet, ændrer den materialets sammensætning, så det bliver langt mindre attraktivt for trænedbrydende svampe. Samtidig reduceres træets evne til at optage fugt, hvilket er en af de vigtigste drivere for biologisk nedbrydning. Resultatet er et træmateriale, der i højere grad kan modstå de mekanismer, der normalt fører til råd og nedbrydning.

”I laboratorieforsøg, hvor vi udsætter træet for nogle af de mest aggressive trænedbrydende svampe under optimale vækstbetingelser, ser vi en markant forskel mellem ubehandlet og hyperlignificeret træ. For eksempel viser forsøg med fyr og bøg, at når svampene har nedbrudt omkring 50 procent af det ubehandlede træ, har de kun omsat omkring 1 procent af det hyperlignificerede træ,” siger Sune Tjalfe.

Det peger på, at behandlingen kan reducere nedbrydningshastigheden meget markant. Resultaterne er opnået under kontrollerede laboratoriebetingelser, og et vigtigt næste skridt er derfor at dokumentere effekten i større skala og under realistiske udendørs forhold.

Startede med forsøg i baghaven

At få træ til at holde bedst i vind og vejr er ikke en ny interesse for Emil Thybring og Sune Tjalfe Thomsen, der bedst kan betegnes som to trænørder. I årevis lavede Emil Thybring sine egne forsøg i haven, hvor forskellige naturlige imprægneringsmetoder er blevet afprøvet og fulgt over tid.

Nu er interessen dog blevet til et forskningsprojekt i fuld skala, som netop har modtaget over 15 millioner kroner fra Innovationsfondens Grand Solutions program. Sidste år vandt forskerne også den store europæiske innovationskonkurrence ”Evergreeen Prize for Innovation” og modtog 300.000 Euro til videreudviklingen af deres giftfri træbeskyttelse.     

Forskerne har døbt Grand Solutionsprojektet ”HYPERLIGNO”, og det blev officielt skudt i gang den 1. april. Her skal de, i samarbejde med Frøslev – der er Danmarks største træleverandør til byggebranchen, arkitekter og andre partnere – bringe forskningen fra laboratoriet og ud i produktionen, så den nye viden kan omdannes til nye træprodukter.

”Vi skal helt ned og nørde ligninmolekyler, fordi vi kan se, at nogle typer lignin kan trænge dybere ind i træet og giver bedre beskyttelse. Det gør os bedre i stand til at finde den perfekte lignin fra papirindustrien,” forklarer Sune Tjalfe Thomsen.

Holdet bag Hyperligno håber, at de i løbet af en overskuelig fremtid ender med et produkt, der kan erstatte den nuværende giftige imprægnering i Danmark og Europa. EU har også planer om at indføre strammere regler for brugen af biocider i træ, som peger på en udfasning i 2030.

”Vi går efter at lave en træbeskyttelse, der under optimale forhold kan holde i 100 år, og vi kæmper for at få det på markedet i stor skala før 2030,” slutter Emil Thybring.

***

Fakta om trykimprægneret træ

• Årligt sælges der 6,5 millioner kubikmeter trykimprægneret træ på det europæiske marked.
• Det trykimprægnerede træ har kun en enkelt livscyklus og sendes derefter typisk til Tyskland for at blive brændt af.     
• Det trykimprægnerede træ behandles med tungmetaller som kobber for at få det til at holde længere.

***

Projektet Hyperligno

• Projektet Hyperligno har netop modtaget 15,5 millioner kroner fra Innovationsfonden til at videreudvikle forskningen, så den kan bruges af industrien. 
• Sidste år vandt forskerne den europæiske innovationskonkurrence ”Evergreeen Prize for Innovation” og modtog 300.000 euro.
• Forskerne bag er lektor Emil Thybring og lektor Sune Tjalfe Thomsen fra Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning på Københavns Universitet.