I kapplöpningen om att minska industriella utsläpp och möta den växande efterfrågan på kritiska råmaterial är det en startup som förvandlar CO₂-avfall till själva lösningen. UP Catalyst, ett estniskt deep-tech-företag, har utvecklat en banbrytande metod för att omvandla industriell CO₂ till värdefulla kolmaterial som grafit och kolnanorör.
Materialen utgör grunden för batterier, byggmaterial och nästa generations elektronik. Det som däremot särskiljer UP Catalyst är deras produktionssätt. De arbetar med avsevärt lägre energinivåer, låga kostnader och helt utan fossila bränslen. Det innebär att de hjälper industrin att minska utsläppen när de skapar högpresterande produkter.
Från rymden till jorden – en idé med enorm potential
Ursprunget till UP Catalysts innovation är lika djärvt som deras mission. Den elektrokemiska kärnprocessen utvecklades ursprungligen av NASA för att producera syre under långvariga rymduppdrag. UP Catalyst gick längre och riktade fokus mot kolet som blev kvar i processen – ett kol som kan omarbetas till hållbara, högpresterande material.
”Vi grundade UP Catalyst med en djärv vision: att ge CO₂ ett grönt syfte”, säger Dr. Sebastian Pohlmann, Chief Technical Officer på UP Catalyst.
”Och när Europeiska kommissionen utsåg UP Catalyst till ett strategiskt projekt inom ramen för lagen om kritiska råmaterial, bekräftade det att det vi bygger inte bara är genomförbart – utan avgörande för Europas motståndskraft.”
Utmaningarna med att skala upp under press och bygga en ny materialekonomi
Å ena sidan står de inför utmaningen att förändra de etablerade leveranskedjorna inom marknaden för råmaterial till batterier. Denna konservativa marknad är fortfarande starkt beroende av importerade material, och startupen tar upp kampen mot globala leverantörer av fossilbaserat kol. Till skillnad från dessa eliminerar UP Catalysts process den miljöskada som annars uppstår och stärker Europas möjligheter till större materiell självständighet.
Å andra sidan var det också en utmaning att bemästra värmebalansen och de termiska påfrestningarna i deras reaktorsystem. UP Catalysts produktionsprocess arbetar vid extrema temperaturer — upp till 800 °C — vilket kräver hög materialintegritet och systemprecision. Enligt teamet är hanteringen av termiska spänningar mellan olika konstruktionsmaterial avgörande för att lyckas med uppskalningen.
Precisionsteknik för snabb uppskalning med SOLIDWORKS Simulation
För att lösa dessa tekniska utmaningar vände sig UP Catalyst till SOLIDWORKS, i synnerhet SOLIDWORKS Simulation. Med dessa lösningar kunde de modellera värmeflöde, strukturell belastning och vibrationsdämpning digitalt. Detta minskade behovet av kostsamma försök och misstag i den fysiska prototyputvecklingen.
Dr. Pohlmann är övertygad: ”Att använda SOLIDWORKS har gjort det möjligt för oss att gå från koncept till skalbar reaktorproduktion snabbare och med större trygghet.”
SOLIDWORKS har varit en central del av deras ingenjörsarbetsflöde – från reaktordesign till specialbyggda gashanterings- och reningssystem.
”Vårt team förlitar sig starkt på 3D-modellering, sammanställningar och ritverktyg för att snabbt ta fram prototyper av nya celldesigner och produktionsmoduler. De parametriska modelleringsfunktionerna gör att vi kan testa designiterationer snabbt, samtidigt som vi behåller strikt dimensionskontroll,” tillägger Dr. Pohlmann.
UP Catalysts Lead Engineer, Aleksandr Fomichev, förklarar mer detaljerat: ”Vi har använt SOLIDWORKS Simulation för att modellera termisk expansion, spänningsfördelning vid höga belastningar och vibrationsdämpning i vår reaktorinstallation.”
Designfilosofi för tillväxt
Deras filosofi för uppskalning bygger på modularitet. Dr. Pohlmann säger: ”Vi har lärt oss att det är bäst att utforma produktionsprocesser i enhetsceller som kan återanvändas i större skala – det sparar kostnader och minskar risker när vi växer.”
Detta strategiska angreppssätt har nu utvecklats till en vision om produktion i gigatonskala. Under de kommande åren planerar startupen att tiodubbla produktionen varje år. I slutändan siktar de på att leverera kolmaterial till 1 miljon elbilsbatterier till år 2030.
Med blicken framåt kommer deras CAD-arbete att omfatta ännu mer komplexa sammankopplade system och storskaliga sammanställningar. Förmågan att simulera, testa och iterera digitalt förblir en hörnsten i deras innovationsstrategi.
PLM Group som en långsiktig partner
UP Catalyst anslöt sig tidigt till PLM Groups SOLIDWORKS for Startups program. Genom programmet fick de rabatterade licenser för SOLIDWORKS, något som visade sig avgörande under deras tidiga utvecklingsår. De ser stort värde i PLM Groups utbildningserbjudanden och planerar att ta detta steg vidare. Med vårt stöd siktar UP Catalyst på att fullt ut frigöra potentialen i sitt verktygspaket.
”Förutom själva verktygen är det värdefullt att veta att vi har en partner att vända oss till när våra behov förändras”, säger Dr. Pohlmann.
UP Catalyst ger CO₂ ett grönt syfte
Startup-företaget är på en resa för att omforma materialens leveranskedja. De fortsätter att bevisa att koldioxidnegativa, högpresterande material både är genomförbara och konkurrenskraftiga. Nu öppnar företaget dörren för att hela industrier ska kunna ompröva hur viktiga material tillverkas.
Med en djärv idé, kompromisslöst ingenjörsarbete och rätt digitala verktyg är de ett levande exempel på hur utforskande leder till innovation. Att förvandla utsläpp till tillgångar är inte längre en dröm – utan verklighet.
Vill du skala upp din produktion snabbare och mer effektivt?
Den här startupen utnyttjar simuleringsverktyg för att förstå hur deras produkter kommer att prestera i verkligheten – och sparar både tid och pengar.
Läs mer om Simulation här, utforska programmet SOLIDWORKS for Startups, och kontakta oss för att ta reda på hur vi kan hjälpa ditt företag att skala smartare och snabbare.
