Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts (LU CFI) turpina paplašināt savu starptautisko ietekmi, uzsākot darbu pie trim nozīmīgiem Eiropas Savienības pētniecības un inovācijas programmas Horizon Europe projektiem. Jaunie projekti – CIRCULOOP, iNEMESIS un STACK-UP – risina aktuālus Eiropas mēroga tehnoloģiskos izaicinājumus tādās jomās kā zaļā enerģija un bateriju pārstrāde, viedie sensori, kā arī drukātā elektronika.
CIRCULOOP: Inovatīva pieeja bateriju tiešajai pārstrādei
Eiropai strauji attīstot elektroenerģijas uzkrāšanas tehnoloģijas un paplašinot bateriju ražošanu lielajās rūpnīcās, rodas jauns izaicinājums – līdz pat 10% no saražotā apjoma kļūst par ražošanas atgriezumiem un brāķiem. Pašlaik izmantotās pārstrādes metodes (pirometalurģija un hidrometalurģija) ir energoietilpīgas un ekonomiski neizdevīgas baterijām ar zemu izejmateriālu vērtību, piemēram, litija dzelzs fosfātam (LFP) un litija mangāna dzelzs fosfātam (LMFP).
Lai risinātu šo problēmu, ar BATT4EU partnerības atbalstu ir uzsākts projekts CIRCULOOP – tā mērķis ir izstrādāt jaunu bateriju tiešās pārstrādes platformu, kas spētu atgūt vairāk nekā 90% katodmateriālu un atjaunot to elektroķīmiskās īpašības, vienlaikus saglabājot materiāla sākotnējo struktūru.
Tehnoloģiskais process ietvers aukstās gāzes delamināciju, atdalīšanu ar videi draudzīgiem šķīdinātājiem un redoks-reģenerāciju. LU CFI pētnieki projektā sniegs kritisku atbalstu elektrodu delaminācijas, šķīdinātāju atdalīšanas un katodu materiālu reģenerācijas posmos. Enerģijas materiālu laboratorijas vadītāja Ginta Kučinska vadībā LU CFI komanda izstrādās 10–15 praktiskus projektēšanas noteikumus bateriju ražotājiem tiešai pārstrādei (Design for Direct Recycling – DfDR), kas atbildīs jaunajai ES Bateriju regulai.
iNEMESIS: Viedie sensori un nākamās paaudzes atmiņas ierīces
Mūsdienu tehnoloģijās datu apstrāde un pārsūtīšana patērē milzīgu enerģijas daudzumu. Projekts iNEMESIS fokusējas uz nanomēroga ierīcēm, kas spēj uztvert, saglabāt un apstrādāt informāciju lokāli. Tas krasi samazinātu nepieciešamību pārsūtīt lielus datu apjomus, uzlabojot ierīču reakcijas laiku un energoefektivitāti.
Plāno kārtiņu laboratorijas vadošās pētnieces Ilzes Aulikas vadībā LU CFI komanda šī Twinning projekta ietvaros strādās pie kopīgas eksperimentālās un datu interpretācijas sistēmas vairākiem analogās atmiņas elementu veidiem (ar spriegumu vadāmām feroiskām un magnetojonu sistēmām, redoksprocesos balstītām memristīvām ierīcēm un optiski aktīviem materiāliem). Trīs gadu garumā projekts tiks īstenots kopā ar Itālijas Nacionālo metroloģijas pētniecības institūtu (INRiM) un Katalonijas Nanozinātnes un nanotehnoloģiju institūtu (ICN2).
STACK-UP: No inovatīvas tintes līdz drukātai elektronikai
Drukātā elektronika ir strauji augoša nozare, kas ļauj ražot elastīgas un vieglas elektroniskās ierīces. Projekta STACK-UP mērķis ir attīstīt LU CFI pilnu ražošanas ciklu – no funkcionāla materiāla un drukājamās tintes izstrādes līdz gatavas, pārbaudītas ierīces prototipam. Rezultātā tiks izstrādātas divas demonstratīvās ierīces: elastīgs, pašbarojošs ultravioletā starojuma dozimetrs ar vizuālu indikatoru; pašbarojoša iekštelpu vides uzraudzības platforma (temperatūra, mitrums, gaisa kvalitāte.
Twinning projektā īpaša uzmanība tiks pievērsta daudzslāņu struktūru drukāšanai, lāzerapstrādei un slāņu savietojamībai. Projekta zinātniskais vadītājs LU CFI ir Plāno kārtiņu laboratorijas vadošais pētnieks Boriss Poļakovs, un tas tiks īstenots sadarbībā ar Zviedrijas pētniecības institūtu RISE un Beļģijas KU Leuven.
Visi trīs projekti ne tikai attīstīs jaunas tehnoloģijas un veicinās starptautiskās sadarbības saites ar vadošajiem pētniecības centriem un rūpniecības partneriem visā Eiropā, bet arī stiprinās LU CFI cilvēkkapitāla un institucionālās spējas. Projektu ietvaros mūsu pētnieki, doktoranti un speciālisti piedalīsies starptautiskās apmācībās, mobilitātēs un mentoringa programmās, paverot durvis jauniem sasniegumiem progresīvo materiālu un viedo tehnoloģiju jomās.
