Suomen talouselämään tuli tänään mukava piristysruiske, kun Google kertoi 600 miljoonan euron laajennuksestaan Haminassa. Datakeskustoimijoiden järjestön FDCF:n puheenjohtaja Antti Laine toivoo nyt, että datakeskusten energiaverotus saatetaan Ruotsin tasolle.

Rovaniemeläinen Aurora Powertrains on kehittänyt maailman ensimmäisen sähkökäyttöisen moottorikelkan. E-Slediä ryhdytään toimittamaan seuraavaksi norjalaiselle Hurtigruten Svalbaldille, joka ryhtyy järjestämään päästöttömiä moottorikelkkasafareita.

Tavallinen kasvihuonekaasu voitaisiin käyttää uudelleen tehokkaasti ja ympäristöystävällisesti elektrolysaattorin avulla, joka käyttää uusiutuvaa sähköä puhtaan nestemäisen polttoaineen tuottamiseksi. Rice Universityn laboratorion Haotian Wangin kehittämä katalyyttinen reaktori käyttää raaka-aineenaan hiilidioksidia ja tuottaa viimeisimmässä prototyypissä erittäin puhdasta ja korkeapitoista muurahaishappoa.

Texas Dallasin yliopisto on tehnyt yhteistyötä Texas Instrumentsin kanssa suunnitellakseen elektroniikalle paremman tavan muuntaa hukkalämpö uudelleen käytettäväksi energiaksi. Yhteistyöprojekti osoitti, että piin kykyä kerätä energiaa lämmöstä voidaan parantaa huomattavasti samalla kun se on toteutettavissa massatuotannon menetelmin.

Sähköautoilun akilleen kantapää on akusto. Sen kapasiteetti riittää liian pieniin latausväleihin, se latautuu liian hitaasti ja ikääntyy liian nopeasti. Kanadalaisessa Dalhousien yliopistossa on professori Jeff Dahnin (kuvassa) johdolla ratkaistu yksi isoista ongelmista.

Stanfordin yliopiston johtama tutkimusryhmä on kehitellyt uuden pinnoitteen, joka voisi vihdoin tehdä kevyistä litium-metalli -akuista turvallisia ja pitkäikäisiä. Siten niitä saatettaisiin ottaa käyttöön seuraavan sukupolven sähköajoneuvoissa.

Kaikista kätevin kannettava laite olisi tietenkin sellainen, jonka akkua ei tarvitsisi ladata koskaan. Nyt kolmen yrityksen yhteistyönä on kehitetty E-Ink- eli sähköpaperinäyttö, joka saa virtansa ympäristöstä langattomasti. Siinä ei ole akkua, mitä ladata.

Saksalaisessa Ferdinand-Braun-instituutissa (FBH) on saavutettu läpimurto galliumoksidiin (ß-Ga2O3) perustuvissa transistoreissa. Heidän kehittämänsä beta-Ga2O3 -mosfetit tarjoavat suuren läpilyöntijännitteen yhdistettynä suureen virranjohtokykyyn.

Tehoelektroniikassa, jota hyödynnetään muun muassa uusiutuvan sähköenergian siirtoon tuulivoimapuistoista kulutuskeskuksiin, käytetään paljon muovikondensaattoreita. Tampereen yliopistossa tehdyssä väitöstyössä on kehitetty testejä, joiden avulla tehoelektroniikkaan voidaan kehittää kalvoeristeitä. Parempia sähköeristemateriaaleja tarvitaan, jotta kondensaattoreita käyttävistä laitteista saataisiin luotettavampia, pienempiä ja kevyempiä.

Nykyiset litiumakut halutaan korvata tekniikalla, jossa elektrolyytti on kiinteä metallia. Stanfordin yliopistossa on kehitetty uusi pinnoitus, joka tekee näistä akkutekniikan Graalin maljoista pitkäikäisiä ja vakaita. Luvassa on kevyit akkuja, jotka jaksavat paljon pidempään.

Japanilainen ROHM on esitellyt muunninpiirin, joka mahdollistaa ennätykselliset säästöt puettavien, kannettavien ja IoT-laitteiden tehonkulutuksessa. DC/DC-muunnin toimii peräti 97 prosentin hyötysuhteella (200 milliampeerin kuormalla) ja kuluttaa virtaa lepotilassa vain 2,8 mikroampeeria.

Tutkimusten mukaan vuoteen 2023 mennessä markkinoille tulee olemaan 30 miljardia Bluetooth-laitetta. Iso osa niistä liittää IoT-solmut verkkoon ja isossa osassa on jonkinlainen paristo. Kalifornialainen Atmosic haluaa eroon paristoista.

Suunnittelijan on kyettävä arvioimaan teholähteen vaikutukset järjestelmän suorituskykyyn, luotettavuuteen, pitkäikäisyyteen ja teknisten määräysten täyttämiseen. Se edellyttää ymmärrystä siitä, miten teholähde pystyy vastaamaan odotettuihin tai odottamattomiin muutoksiin tulo- ja lähtöjännitteen puolella sekä ympäristöoloissa. Seuraavassa on esitetty tärkeimpiä näkökohtia, jotka on otettava huomioon, kun sovellukseen valitaan sopivaa teholähdettä.

Lämpö on aina elektroniikan vihollinen, joka pitää saada johdettua pois komponenteista. Stanfordin yliopistossa on kehitetty tekniikka, jossa jäähdytetään komponentteja muutamalla muutaman atomin paksuisella kalvolla.

Illinoisin yliopiston tutkijat ovat poistaneet yhden esteen suuritehoisten puolijohteiden valmistuksessa lisäämällä kuumimman materiaalin eli beeta-galliumoksidin tutkimusvalikoimaansa. Beeta-galliumoksidi on helposti saatavissa ja se muuntaa tehoa nopeammin ja tehokkaammin kuin nykypäivän puolijohdemateriaalit.

Toronton yliopiston tutkijat ovat yhdistäneet kaksi uutta tekniikkaa seuraavan sukupolven aurinkoenergialle ja huomanneet, että kumpikin auttaa vakauttamaan toisiaan. Tuloksena oleva hybridimateriaali on tärkeä askel kohti aurinkoenergian kustannusten vähentämistä samalla kun moninkertaistetaan sen käyttötapoja.

Indianassa sijaitsevan Purduen yliopiston tutkijat ovat kehittäneet kangasinnovaation, jonka avulla käyttäjä voi ohjata ja käyttää elektronisia laitteita vaatetuksen kautta. Tämän uusi sateenkestävä ja likaa hylkivä kangastekniikka muuttaa vaatteet itsenäisiksi kaukosäätimiksi, sillä mukana on energiaa kerääviä osia.

Kiinalainen Xiaomi on patentoinut älypuhelimen, jonka akkua voidaan ladata myös aurinkokennolla. Patentista kertoo LetsGoDigital-sivusto. Ympäristön kannalta kestävien ratkaisujen kehittäminen on tietysti erinomaista, mutta aurinkokennokännykkä on ideana hölmö.

Kaikkien järjestelmien tehonkulutuksen vaatimukset monimutkaistuvat ja samalla kasvaa tarve käyttää pieniä akkukäyttöisiälaitteita mahdollisimman energiatehokkaasti. Tämän vuoksi integroidun kuormakytkimen käytöstä on tullut entistä suositumpaa. Se antaa suunnittelijoille mahdollisuuden toteuttaa hienostuneita tehonsyöttöratkaisuja pienimmissäkin laitteissa.

Caltechin ja Northwestern Universityn tutkijoiden tekemä uusi tutkimus osoittaa, että ohuet ruostekalvot – eli rautaoksidi - voivat tuottaa sähköä, kun suolavesi virtaa niiden yli. Nämä kalvot edustavat täysin uutta tapaa tuottaa sähköä, ja niitä voidaan käyttää kehittämään uusia kestävän sähköntuotannon muotoja.