Yaolin Xu kehittää tulevaisuuden akkuja yhdistelemällä fysiikkaa ja kemiaa

Kaikki kännyköistä autoihin ja maailmankaupasta teollisuuteen perustuu akkujen toimintaan. Fyysikoiden, kemistien ja insinöörien tehtävä on saavuttaa paras energiatehokkuus pienimmällä mahdollisella ympäristövaikutuksella. 

Fysiikan professori Yaolin Xu on tutkinut akkuja vuonna 2012 valmistuneesta maisterintutkielmastaan lähtien. Hänen työssään, joka keskittyy litiumin kaltaisten akkumateriaalien parempaan ymmärtämiseen, yhdistyvät materiaalitiede ja energiatutkimus sekä fysiikka ja kemia.

Xu, joka vastikään aloitti apulaisprofessorina Aalto-yliopiston teknillisen fysiikan laitoksella työskentelee parhaiten eri alojen risteyksessä.

 “Työssäni keskityn akkumateriaalien perustavanlaatuiseen fysikaaliseen kemiaan. Tarkoitukseni on ymmärtää miten eri materiaalit käyttäytyvät elektrokemiallisissa prosesseissa. Tämän takia en koskaan keskity vain yhteen akkumateriaaliin”, Xu sanoo.

Xun lähestymistapa materiaalitieteeseen poikkeaa hieman totutusta. Yleensä materiaalitieteessä syntetisoidaan eli luodaan uusia materiaaleja yhdistelemällä vanhoja.

 “Olen materiaalitieteilijä, mutta en syntetisoi materiaaleja. Sen sijaan yritän ymmärtää niitä entistä paremmin.”

Teknillisen fysiikan laitoksella Xun tutkimus limittyy kahteen laitoksen erikoisalaan: kehittyneisiin energiaratkaisuihin ja materiaalifysiikkaan.

Maailmalta Aaltoon

Xu suoritti fysiikan kandidaatintutkintonsa Kiinassa. Sen jälkeen hänen isänsä kannusti häntä suorittamaan maisterintutkintonsa ulkomailla. Xu päätyi ensin Alankomaihin ja sitten Saksaan.

 “Valmistuin maisteriksi ja tohtoriksi Alankomaissa, missä Advanced Energy Materials Lab -niminen tutkimuslaitos rahoitti tohtorinopintoni. Tuona aikana tutustuin myös akkuteollisuuteen jonkin verran. Sitten siirryin postdociksi Helmholtz-tutkimuslaitokseen.

Xu työskenteli eri projektien parissa, ja yksi vei hänet vuodeksi MIT-yliopistoon Yhdysvaltoihin. Palattuaan Saksaan vuonna 2022, hän päätti hakea vakituista työtä.

“Pidän tutkimustyöstä. Koska olen suurimman osan ajasta töistä eikä minua kiinnostanut mennä yksityiselle puolelle, etsin sopivaa paikkaa eri yliopistoista ja Aalto vaikutti heti erittäin kiinnostavalta.”

Tärkeintä vapaus ja tutkimusinfra

Aallossa oli kaikkea mitä Xu nuorena, tehokkaana ja innovatiivisena tutkijana halusikin.

 “Täällä olen täysin akateemisesti itsenäinen, mikä on minulle kaikista tärkein kriteeri. Myös kampuksella sijaitseva Nanomikroskopiakeskuksen erinomainen tutkimusinfrastruktuuri on tärkeä tekijä.”

Xu oli ollut keskeisessä roolissa kehittämässä Helmholtz-laitoksen laboratorioita ja hankkimassa uutta tutkimuslaitteistoa. Hän aikoo tehdä saman Aallossa. Juuri nyt Xu palkkaa uusia jäseniä tutkimusryhmäänsä ja hankkii lisää tutkimuslaitteistoa.

“Seuraavan parin vuoden aikana tarkoitus on rakentaa laboratorio ja tutkimusryhmä valmiiksi. Minulla on myös paljon eri rahoitushakemuksia työn alla.”

Yliopistoprofessorin rooli kuitenkin poikkeaa hieman tutkimuslaitoksessa työskentelystä.

 “Olin aiemmin opettanut hieman, mutta se on vielä aika uusi juttu minulle. Olen kuitenkin innokas oppimaan lisää ja päästä tutustumaan paremmin opiskelijoihin ja henkilökuntaan. Olisi mahtavaa jos pystyisin inspiroimaan opiskelijoita tulemaan tekemään töitä akkututkimuksemme parissa.”