Uutiset

EU-hankkeessa pyritään hyödyntämään led-valojen termodynamiikkaa hukkaenergian muuntamiseen takaisin sähköksi

Horisontti 2020 -hankkeessa pyritään muun muassa minimoimaan materiaaleista johtuvat häviöt.

Led-valot ovat diodeja, jotka säteilevät intensiivisesti valoa vähäisen sähkövirran ansiosta. Suurin osa ledeihin kohdistuvasta tutkimuksesta on viime vuosina vahvasti keskittynyt näkyvän valotehon lisäämiseen. Viimeisen kymmenen vuoden aikana tehty tutkimus on kuitenkin antanut viitteitä siitä, että valodiodit voi myös saada toimimaan siten, että niiden säteilemän energian määrä on suurempi kuin niiden kuluttama sähköenergia. Tämä johtuu siitä, että erittäin tehokkaat led-valot muuntavat jonkin verran lämpöenergiaa valoksi, jolloin ne voivat myös itse jäähtyä.

Jäähdytyssovellusten lisäksi tätä voisi tulevaisuudessa hyödyntää hukkalämpöenergian muuntamisessa takaisin sähköksi siten, että hukkalämmön lämmittämien ledien säteilemä valo kerättäisiin erittäin tehokkailla valokennoilla. Monia haasteita on kuitenkin vielä voitettavana, ennen kuin valon avulla toimivat lämmönkeräysmenetelmät voidaan osoittaa toimiviksi käytännössä ja ottaa ne hyötykäyttöön laboratorion ulkopuolella.

Aalto-yliopiston akatemiatutkija Jani Oksanen koordinoi näiden haasteiden ratkaisemiseksi Horisontti 2020 -rahoitteista hanketta, jolle on myönnetty vajaan 3,5 miljoonan euron määräraha.

”Jo nyt pystymme jäähdyttämään led-valojen joitakin osia ledin lähettämän säteilyn avulla. On kuitenkin vielä epävarmaa, voidaanko koko valodiodi saada jäähtymään ja voitaisiinko jäähdytys valjastaa johonkin hyödylliseen tarkoitukseen. Tässä projektissa yritämme selvittää, pystymmekö sieppaamaan led-valojen lähettämät fotonit ja muuttamaan ne takaisin sähköksi niin tehokkaasti, että hukkalämmön talteenotto on mahdollista”, Oksanen sanoo.

Oksanen julkaisi kollegoineen aiemmin tänä vuonna Nature Photonics -lehdessä artikkelin, jossa he kuvasivat ledejä koskevan termofotonitutkimuksen nykytilaa.

Oksanen ja hänen tiiminsä ovat tutkimuksissaan päätyneet siihen, että galliumarsenidi voisi olla ihanteellinen ehdokas jäähdytysdiodien materiaaliksi. Siitä valmistetut ledit pystyvät tuottamaan valoa erittäin tehokkaasti, ja Horisontti 2020 -hankkeen yhteistyökumppaneilla on runsaasti asiantuntemusta sen hyödyntämisestä eri laitteissa.

”Meidän on yritettävä poistaa materiaalista lähes kaikki häviöt. Lisäksi tutkimme monia muitakin seikkoja, joilla laitteet voitaisiin optimoida juuri meidän vaatimuksiimme sopiviksi. Yritämme esimerkiksi parantaa fotonien siirtämistä materiaaleista pois aiempaa tehokkaammilla tavoilla tai koitamme siirtää ne toiseen materiaaliin”, Oksanen sanoo. 

Horisontti 2020 -hanke kestää neljä vuotta, 2021 tammikuusta vuoden 2024 joulukuuhun. Aalto-yliopiston osuus rahoituksesta on 960 000 euroa.

Lisätietoa:

  • Julkaistu:
  • Päivitetty:

Lue lisää uutisia

Jose Lado, photo by Evelin Kask.
Palkinnot ja tunnustukset Julkaistu:

Espanjalainen fyysikkoseura palkitsee professori Jose Ladon kvanttimateriaaleihin liittyvän teorian kehittämisestä

Professori Jose Lado sai Espanjan fyysikkoseuran (RSEF) ja BBVA-säätiön myöntämän Early Career Award 2023 -palkinnon. Varhaisen tutkijauran palkinto myönnetään espanjalaiselle tai tällä hetkellä Espanjassa työskentelevälle fyysikolle, joka on korkeintaan 35-vuotias ja jolla on merkittävä rooli teoreettisen fysiikan alalla.
Piirroskuvituksessa on siniasuinen mieshamo kumartuneena 3D-printterin ylle, kuvassa on myös maapallo, jonka yllä kulkee lentokone, sekä sormet, jotka pitelevät kuutiota, jossa lukee error!. Kuvitus: Studio Jenni & Jukka.
Aalto Magazine Julkaistu:

Totta vai tarua: 3D-tulostuksella voidaan valmistaa avaruusraketti?

Apulaisprofessori Mika Salmi oikoo 3D-tulostuksesta vallitsevia mielikuvia. Salmen professuurin ala on kestävä kehitys valmistuksessa.
Lennart Engels, Karolin Kull, Ágnes László, Julia Postrzech and Valenti Soler won the Habitare Design competition 2023.
Palkinnot ja tunnustukset, Tutkimus ja taide, Opinnot, Yliopisto Julkaistu:

Aalto-yliopiston sisustusarkkitehtuurin ja nykymuotoilun opiskelijatiimi voitti Habitare-suunnittelukilpailun 2023

Habitare-suunnittelukilpailu on tarkoitettu taiteen, muotoilun ja arkkitehtuurin opiskelijoille Suomessa. Tämän vuoden teemana kilpailussa oli ”Yhteisöllisyyden työkalut”. Teeman tarkoituksena oli rohkaista kilpailijoita muotoilemaan ja toteuttamaan uudenlaisia tapoja edistää yhdessäoloa ja vuorovaikutusta ihmisen mittakaavassa tai laajemminkin
Pärttyli Rinne, photo by Nora Rinne
Yliopisto Julkaistu:

Pärttyli Rinne: Vaakakupissa painaa työn sisäinen merkityksellisyys ja taloudellinen hauraus

"Ilman vakituista virkaa olevat akateemiset ihmiset kokevat epävarmuutta ja stressiä, joka liittyy etupäässä taloudelliseen haurauteen. Se ei ole vain minun kokemukseni."