VTT on valittu kautta aikain ensimmäisenä ulkomaisena kumppanina mukaan Yhdysvaltain energiaministeriön rahoittamaan tutkimusohjelmaan, joka tutkii fuusioenergian kaupallistamista. Samassa yhteydessä VTT ja yksi Yhdysvaltain kansallisista tutkimuslaitoksista Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ovat solmineet laajan yhteistyösopimuksen.

Yhteistyöhankkeiden myötä VTT:n erityisosaaminen pääsee keskeiseen rooliin globaalissa teknologiakehityksessä. Sopimuksen allekirjoittivat VTT:n pääjohtaja Antti Vasara (kuvassa vas.) ja LNLL:n tiede- ja teknologiavarajohtaja Pat Falcone.

Yhdysvaltain energiaministeriön rahoittamassa ARPA-E-ohjelmassa (Advanced Research Projects Agency – Energy) pyritään kiihdyttämään fuusioenergian saattamista kaupalliseen käyttöön. Yhteistyön tavoitteena on ratkaista erityisesti ääriolosuhteissa tarvittavien materiaalien ongelmat, jotka ovat pullonkaulana fuusioenergian kaupallistamisessa. 

- Fuusioenergiaa on pidetty puhtaan energian "graalin maljana", mutta ongelmat materiaalien kestävyydessä ovat hidastaneet läpimurtoa jo vuosikymmeniä, kertoo VTT:n tutkimusprofessori Anssi Laukkanen. 

Erityisen poikkeukselliseksi yhteistyön tekee se, että Yhdysvaltain energiaministeriö rahoittaa suoraan suomalaisen tutkimuslaitoksen osallistumista ohjelmaan. ARPA-E tunnetaan huippututkimushankkeistaan, jotka keskittyvät energia-alan suurimpien haasteiden ratkaisemiseen. Kyseessä on ensimmäinen kerta, kun Yhdysvaltain energiaministeriö ottaa mukaan ulkomaisen kumppanin.

VTT tuo hankkeeseen mukaan erityisosaamisensa laskennallisen materiaalitekniikan ja tekoälypohjaisten simulointimenetelmien saralla. Näillä menetelmillä voidaan testata materiaalien kestoa ääriolosuhteissa simuloiden jopa satoja miljoonia laskennallisia kokeita. 

- Perinteinen uusien materiaalien kehitysprosessi voi viedä jopa vuosikymmeniä. VTT:n kehittämät simulaatio- ja tekoälyteknologiat lyhentävät kehityssyklit kuukausiksi ja pääsemme nopeasti optimoimaan ja luomaan tapauskohtaisesti tuotettuja ja tiettyyn tarpeeseen räätälöityjä aineistoja, Laukkanen kuvailee. 

Hankkeessa keskitytään muun muassa fuusiovoimaloiden ensiseinämän materiaalien kehittämiseen, joiden tulee kestää äärimmäisiä lämpötiloja ja säteilyolosuhteita useiden vuosien ajan. Vaatimukset täyttävien materiaalien puute on ollut yksi merkittävä este fuusiovoimaloiden kaupalliselle toteutukselle.

- Fuusioenergia on ollut pitkään visio, jonka on sanottu olevan aina 50 vuoden päässä. Nyt tutkimus etenee siihen pisteeseen, että ensimmäiset kaupalliset toimijat lupaavat sovelluksia, jotka voivat olla jo 5–10 vuoden päässä. Onnistuessaan fuusioenergia voi mullistaa energian tuotannon ja auttaa ratkaisemaan globaaleja ilmastohaasteita, Laukkanen kertoo.

VTT ja LLNL:n yhteistyösopimus kattaa viisi keskeistä tutkimusaluetta: bioteknologia, kriittiset raaka-aineet ja vihreät teknologiat, kvanttitietojärjestelmät, energiamateriaalit sekä fuusioenergian rakenteelliset seokset ja materiaalit. Sopimuksen taustalla on VTT:n erityisen vahva osaaminen ääriolosuhteisiin soveltuvien materiaalien ja laskennallisten mallien kehittämisessä. 

VTT käyttää materiaalien kehityksessä ainutlaatuista tekoälyavusteista VTT ProperTune -laskenta- ja simulaatioteknologiaa, jonka avulla on voitu kehittää entistä parempia materiaaliratkaisuja esimerkiksi fuusioenergian tarpeisiin. VTT on myös investoinut voimakkaasti kvanttialgoritmien ja -ohjelmistojen kehittämiseen. Nämä seikat tekivät VTT:stä houkuttelevan kumppanin.

Kuva: Blaise Douros/LLNL