Energiatehokkaampia muuntajia atomi kerrallaan
Sähköistyvän maailman hiilijalanjäljestä iso osa syntyy sähkölaitteiden hävikistä. Helsingin yliopiston tutkijat kehittävät uusia materiaaleja, joiden avulla hävikki pienenee minimiin.
![Valkoisia monimutkaisia putkimaisia laitteita reilun metrin korkeudella maasta.](/data/images/public/3747/70477327/fdb59bbf-4727-4c52-a3f6-1ef6d877bea9-w_720.jpg)
Millennium-teknologiapalkinto on tänä vuonna myönnetty IGBT-tehopuolijohdekomponentin kehittäjälle professori Bantval Jayant Baligalle. Hänen kehittämänsä komponentti on tehostanut sähköenergian käyttöä ja vähentänyt fossiilisten polttoaineiden tarvetta muun muassa tuotannon hintaa alentamalla niin paljon, että Forbes Magazine nimesi Baligan vuonna 2016 mieheksi, jolla on maailman suurin negatiivinen hiilijalanjälki.
Kun sähköä muutetaan suurilta jännitteiltä pienemmille, väliin tarvitaan kytkimiä ja muuntajia. Muunnettaessa sähkön tehosta saattaa hävitä kymmeniä prosentteja. Tilanne toistuu joka puolella yhteiskuntaa sähkölinjoista sähkölaitteisiin.
Kokeellisen materiaalifysiikan professori Filip Tuomisto kertoo, että uusilla puolijohdemateriaaleilla hävikin voisi puristaa vieläkin paljon pienemmäksi.
– Hävikki riippuu kytkimen materiaalin ominaisuuksista, ja usein hyvin pienistä epäpuhtauksista. Puhutaan materiaalin miljoonasosan pitoisuuksista, Tuomisto kertoo.
Toivottujen ja ei-toivottujen epäpuhtauksien vaikutuksia
Tuomiston tutkimusryhmä Helsingin yliopistossa on kehittänyt jo useamman vuoden äärimmäisen pienen hävikin puolijohdemateriaaleja vihreän elektroniikan tarpeisiin. Komponenttien materiaalista yritetään käytännössä tehdä mahdollisimman huonosti sähköä johtavaa, sillä kun komponentin sähkönjohtavuus vaikeutuu, myös hävikkiä syntyy vähemmän.
Erityisen lupaavilta vaikuttavat alumiinigalliumnitridi ja alumiinigalliumoksidi, joilla voisi korvata suurtehomuuntajissa ja -kytkimissä nykyisin käytettävän piin ja hiilen yhdisteen, piikarbidin.
Sähkönjohtavuuttakin muuntajissa ja kytkimissä tarvitaan, tietysti, mutta mahdollisimman vähän. Äärimmäisen pienikin määrä toivottua epäpuhtautta puolijohteen seassa aktivoi sen johtamaan sähköä. Oksidi- ja nitridiyhdisteiden seassa toivottu epäpuhtaus on pii.
Helsingin yliopiston kiihdytinlaboratoriossa Tuomiston ryhmä selvittää, mikä olisi optimaalinen jakauma piitä näiden yhdisteiden sisällä. He pystyvät tutkimaan toivottujen ja ei-toivottujen epäpuhtauksien vaikutuksia atomi kerrallaan, esimerkiksi ampumalla piitä ja positroneja yhdisteen sekaan.
Lisätietoja
Professori Filip Tuomisto
Helsingin yliopisto, Kiihdytinlaboratorio
filip.tuomisto@helsinki.fi
p. 050 3841 799
Yhteyshenkilöt
Helsingin yliopiston mediapalvelu
Puh:02941 22622mediapalvelu@helsinki.fiJohanna PellinenViestintäpäällikkö
Puh:+358 43 8245 394johanna.p.pellinen@helsinki.fiKuvat
![Valkoisia monimutkaisia putkimaisia laitteita reilun metrin korkeudella maasta.](/data/images/public/3747/70477327/fdb59bbf-4727-4c52-a3f6-1ef6d877bea9-w_240.jpg)
Linkit
Tietoja julkaisijasta
Helsingin yliopisto on yli 40 000 opiskelijan ja työntekijän kansainvälinen yhteisö, joka tuottaa tieteen voimalla kestävää tulevaisuutta koko maailman parhaaksi. Se sijoittuu kansainvälisissä yliopistovertailuissa maailman sadan parhaan yliopiston joukkoon. Monitieteinen yliopisto toimii neljällä kampuksella Helsingissä sekä Lahden, Mikkelin ja Seinäjoen yliopistokeskuksissa. Lisäksi sillä on kuusi tutkimusasemaa eri puolilla Suomea ja yksi Keniassa. Yliopisto on perustettu vuonna 1640.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Helsingin yliopisto
Anestesia säätelee aivo-selkäydinnesteen virtausta hiilidioksidia tehokkaammin4.9.2024 07:55:00 EEST | Tiedote
Yleisesti käytetyillä anestesia- ja kipulääkkeillä on merkittäviä vaikutuksia aivo-selkäydinnesteen virtaukseen ja määrään sekä aivojen puhdistumiseen glymfaattisen järjestelmän kautta. Tutkimustulokset saattavat vaikuttaa neurokirurgisen anestesiologian käytäntöihin.
Poissaolot peruskoulussa voivat ennustaa opintojen keskeytymistä ja psyykkistä pahoinvointia3.9.2024 12:45:26 EEST | Tiedote
Helsingin yliopiston ja Jyväskylän yliopiston tutkimushankkeessa on selvitetty peruskoululaisten poissaolojen yhteyttä heidän hyvinvointiinsa, motivaatioonsa ja koulumenestykseensä.
Ennennäkemätön puhujakaarti mielenfilosofeja Helsingissä3.9.2024 09:04:47 EEST | Tiedote
Filosofian alan konferenssi Action in Perception 2024 järjestetään Helsingin yliopistolla 5.–6.9. Tapahtumaan kuuluu avoin paneeli mielen, ruumiin ja teknologian kysymyksistä Tiedekulmassa.
Lapselle lukeminen vahvimmin yhteydessä kielellisiin taitoihin – myös laulaminen ja tarinointi hyödyllistä3.9.2024 07:00:00 EEST | Tiedote
Lukeminen, laulaminen ja vapaiden tarinoiden kertominen vahvistavat lapsen kielellisiä taitoja. Kaikkia kolmea olisi suositeltavaa sisällyttää kotiarkeen, sillä ne tukevat lapsen kielenkehitystä hieman eri tavoin, selviää Helsingin yliopiston tutkimuksesta.
Rehtori Sari Lindblom: ”Yliopistossa rakennetaan sitä, mitä olemme kansakuntana nyt ja tulevaisuudessa”2.9.2024 12:48:41 EEST | Tiedote
Lukuvuoden avajaispuheessaan rehtori Sari Lindblom nosti esiin muun muassa tieteen ja tutkimuksen merkityksen ratkaisujen etsijänä yhteiskunnallisissa muutoksissa, yliopiston merkityksen identiteetin rakentajana sekä korkeakoulutuksen saavutettavuuden.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme