Millennium-teknologiapalkinto Bantval Jayant Baligalle energiatehokkuutta lisäävästä teknologiasta
Tämän vuoden Millennium-teknologiapalkinto myönnetään innovaatiosta, joka on mahdollistanut sähköenergian käytön tehostamisen maailmanlaajuisesti.
Professori Bantval Jayant Baliga kehitti 1980-luvulla IGBT-teknologian (Insulated Gate Bipolar Transistor), jota käytetään kaikkialla maailmassa – esimerkiksi sähköautoissa, aurinkovoimaloissa, mikroaaltouuneissa, ilmastointilaitteissa sekä lääketieteellisissä diagnostiikkalaitteissa.
Sähköä säästävän tehoelektroniikan puolijohdekomponentin avulla maailmanlaajuisia hiilidioksidipäästöjä on vähennetty yli 82 gigatonnia viimeisten 30 vuoden aikana.
Tampereen yliopiston tehoelektroniikan apulaisprofessori Tomi Roinila kuvailee innovaatiota käänteentekeväksi.
– Professori Baligan kehittämä IGBT-transistori yhdistää aiemmin yleisesti käytettyjen transistorien hyvät puolet samaan transistoriin. IGBT on mahdollistanut erittäin korkean hyötysuhteen sähköisen energian tuottamiseen ja käyttämiseen. Tämä on edesauttanut merkittävästi esimerkiksi uusiutuvan energian kehittämistä sekä sähköistä liikennettä, Roinila kommentoi.
Baliga ja hänen tiiminsä työskentelevät parhaillaan kahden uuden energiatehokkuutta parantavan keksinnön parissa. Baliga työskentelee professorina Pohjois-Carolinan valtionyliopistossa Yhdysvalloissa.
Tehoelektroniikalla on merkittävä rooli vihreässä siirtymässä
Roinila kertoo, että tehoelektroniikka on yksi avaintekijöistä hiilineutraalin yhteiskunnan kehittämisessä.
– Ilman tehoelektroniikkaa meillä ei esimerkiksi olisi uusiutuvaa energiaa sen nykymuodossa. Meillä ei myöskään olisi mahdollista kehittää sähköistä liikennettä, hän sanoo.
Tällä hetkellä tehoelektroniikan tutkijat selvittävät erilaisia stabiiliusongelmia, kun uusiutuvia energialähteitä kytketään sähköverkkoon.
– Sähköverkon kuormitus ja verkon dynamiikka muuttuvat jatkuvasti. Tehoelektroniikka reagoi herkästi näihin verkon dynaamisiin muutoksiin, mikä luo erilaisia säätö- ja stabiiliusongelmia olemassa oleviin, sähköverkkoon kytkettyihin, uusiutuviin energialähteisiin, Roinila sanoo.
Älykkäät järjestelmät kehittävät akkuja ja aurinko- ja tuulivoimaloita
Tampereen yliopistossa tutkitaan tehoelektroniikan alalla muun muassa uusiutuvia energialähteitä, verkkoyhdistettyjä järjestelmiä, sähköistä liikennettä sekä erilaisia energiavarastojärjestelmiä.
Tampereen yliopiston tehoelektroniikan tutkimus on maailman kärkitasoa erityisesti tehoelektronisten järjestelmien dynaamisessa mallinnuksessa sekä energiavarastojärjestelmien analyysissa.
Apulaisprofessori Roinila on keskittynyt verkkoyhdistettyjen energiajärjestelmien, kuten aurinko- ja tuulivoiman, haasteiden ratkomiseen sekä uudelleenladattavien akkujen kehittämiseen. Kummankin taustalla vaikuttaa vahvasti tehoelektroniikka.
Roinila kertoo, että he esimerkiksi kehittävät älykästä ja itseoppivaa järjestelmää, joka voidaan liittää osaksi olemassa olevia tai uusia energialähteitä.
– Kyseinen järjestelmä tunnistaa verkon dynamiikan muutokset ja itseoppivasti säätää verkkoon kytketyn energialähteen parametreja siten, että energiantuotanto optimoituu. Tämä mahdollistaa uusiutuvien energialähteiden entistä tehokkaamman ja laajemman käytön, hän sanoo.
Tehoelektroniikan avulla voidaan myös pidentää akkujen elinkaarta.
– Kehitämme akkuihin liitettäviä älykkäitä järjestelmiä, joiden avulla akkujen elinkaaria saadaan nykyistä huomattavasti pidemmiksi. Kehittämämme teknologia mahdollistaa myös akkujen uusiokäytön niin sanotuissa second life -sovelluskohteissa. Tutkimusryhmämme kehittämää teknologiaa on jo käytössä alan suomalaisissa yrityksissä, Roinila kertoo.
Puolijohteiden pilottilinjasta buustia alan innovaatioille
Tampereen yliopiston tutkimus- ja innovaatiopalvelujen johtaja Pauli Kuosmanen kertoo, että tehoelektroniikan tutkimuksen taso on yliopistossa korkealla, ja se tuottaa monipuolisesti kaupallistettavia innovaatioita.
– Tulevaisuudessa tehoelektroniikan tutkimusta ja innovaatiopotentiaalia tulee buustaamaan merkittävästi EU:lta saamamme 40 miljoonan euron rahoitus Tampereen yliopiston puolijohteiden pilottilinjalle. Uuden sukupolven WBG-puolijohdemateriaalit ovat keskeisessä roolissa tulevissa tehoelektroniikan sovelluksissa, Kuosmanen sanoo.
Tasavallan presidentti Alexander Stubb luovuttaa miljoonan euron arvoisen palkinnon professori Bantval Jayant Baligalle Helsingissä 30. lokakuuta 2024. Joka toinen vuosi jaettava suomalaispalkinto on yksi maailman merkittävimmistä innovaatiopalkinnoista. Palkinnon jakaa itsenäinen Tekniikan Akatemia -säätiö (TAF). Tampereen yliopisto on Millennium-teknologiapalkinnon ja Millennium Innovation Forumin kumppani.
Professori Baliga vierailee Tampereen yliopistolla maanantaina 28. lokakuuta
Professori Bantval Jayant Baliga vierailee Tampereen yliopiston Hervannan kampuksella maanantaina 28.10. kello 10.15–11.00. Baliga pitää luennon, jossa hän kertoo tutkimuksestaan, innovaatioistaan ja urastaan. Tapahtuma järjestetään englanniksi, ja se on kaikille avoin. Lue tarkemmat tiedot tapahtumasta.
