Operando-tutkimusinfrastruktuuri energiamateriaaleille ja -järjestelmille – OperaRI

OperaRI tutkimusinfrastruktuuri nopeuttaa uusien materiaalien ja prosessien kehittämistä vihreän siirtymän ja vetytalouden edistämiseksi ja yhdistää ne kansallisesti merkittävään digitaaliseen alustaan. Ainutlaatuisen kokonaisuuden luovat yhdessä Oulun yliopisto, Teknologian tutkimuskeskus VTT ja Tampereen yliopisto. OperaRI on osa Suomen Akatemian kansallista tutkimusinfrastruktuurien tiekarttaa (FIRI).

Tausta

Vihreä- ja vetysiirtymä asettavat ennennäkemättömiä haasteita energia-, raaka-aine-, ja prosessiteollisuudelle. Vihreän vedyn tuotanto ja uudet vetypohjaiset prosessit ja sovellutukset on otettava käyttöön erittäin lyhyessä ajassa, jotta ilmastotavoitteet saavutettaisiin. Elektrolyysien tehokkuutta tulisi kuitenkin parantaa ja vedyn vuorovaikutuksista yhteiskuntamme keskeisten materiaalien, kuten teräksen, kanssa tiedetään vain vähän. Näiden vuorovaikutusten ymmärtäminen on yhä tärkeämpää tehokkaiden, luotettavien ja turvallisten vetyteknologioiden kehityksessä ja kaupallistamisessa. Esimerkiksi kantavissa rakenteissa vedyn aiheuttama hauraus voi johtaa katastrofaalisiin seurauksiin, ja vetyteknologioissa käytettävät kriittiset raaka-aineet ovat haaste huoltovarmuutemme kannalta, ja vaihtoehtoja tarvitaan. 

Infrastruktuuri

OperaRI sisältää joukon operando-karakterisointimenetelmiä atomitasolta ja nanoskaalasta mikro- ja makroskaalaan sekä komponentti-/järjestelmätasolle asti. Yhdessä nämä menetelmät, joilla tutkitaan materiaalien ja prosessien ominaisuuksia ja käyttäytymistä niiden todellisissa käyttöolosuhteissa, tarjoavat mahdollisuuksia vedyn havaitsemiseen, sen vuorovaikutusten ja vaikutusten ymmärtämiseen atomien, vikojen ja niiden järjestäytymiseen materiaaleissa sekä sen vaikutusten kvantifioimiseen materiaalien, komponenttien ja järjestelmien ominaisuuksiin ja suorituskykyyn. Menetelmiä käytetään materiaalien tutkimiseen realistisissa käyttö- ja toimintaympäristöissä koko arvoketjuun liittyvissä prosesseissa, mukaan lukien P2X-prosessit ja CCU. Digitaalinen alusta perustetaan ulkoisten sidosryhmien tavoittamiseksi, tiedon ja datan jakamiseksi, koulutuksen tarjoamiseksi sekä käyttäjien ja asiantuntijoiden yhdistämiseksi yhteen yhteyspisteeseen nopean ja helpon pääsyn mahdollistamiseksi. OperaRI vahvistaa merkittävästi suomalaisen tutkimusinfrastruktuurin kokeellista suorituskykyä, osaamista ja asiantuntemusta, mikä hyödyttää suoraan kansallisia akateemisia ja teollisia sidosryhmiä ja parantaa niiden kilpailukykyä globaalilla tasolla.

Tarkempi kuvaus laitteistoista englanninkielisillä verkkosivuilla.

Kuva: Jonne Renvall