Tampereen yliopisto

Väitös: Atomikerroskasvatetut titaanidioksidiohutkalvot ratkaisijana aurinkopolttoaineiden tuotannossa

Jaa
Ympäristöä säästävien ja hiilineutraalien energianlähteiden tutkimuksesta ja tuotekehityksestä on tullut tärkeää käynnissä olevan energiakriisin ja ilmaston lämpenemisen vuoksi. Väitöskirjassaan DI Jesse Saari tutki atomikerroskasvatettuja titaanidioksidiohutkalvoja, jotka voivat merkittävästi parantaa valosähkökemiallisten aurinkopolttoaineiden tuottamisessa käytettävien materiaalien kestävyyttä ja siten auttaa uusiutuvia energialähteitä hyödyntävän energiateknologian käyttöönotossa.
Väitöskirjatutkija Jesse Saari. Kuva: Lauri Palmolahti
Väitöskirjatutkija Jesse Saari. Kuva: Lauri Palmolahti

Houkutteleva tapa varastoida aurinkoenergiaa on auringonvalolla tehtävä veden tai hiilidioksidin elektrolyysi. Sen avulla voidaan tuottaa aurinkopolttoaineita kuten metanolia. Tutkimuksessaan Jesse Saari keskittyi titaanidioksidiohutkalvojen rakenteeseen, ominaisuuksiin ja käyttöön suojaavana pinnoitteena valoa absorboiville materiaaleille, joita hyödynnetään aurinkopolttoaineiden tuotannossa. Titaanidioksidiohutkalvot valmistettiin menetelmällä, joka tunnetaan nimellä atomikerroskasvatus.

– Inspiraatio valosähkökemialliseen aurinkopolttoaineiden tuotantoon on peräisin luonnosta, jossa kasvit varastoivat fotosynteesin avulla auringon energiaa sokerien kemiallisiin sidoksiin. Atomikerroskasvatusmenetelmä tarjoaa korkealaatuisia nanomittakaavan ohutkalvoja, jotka ovat ihanteellisia suojaamaan kaksi- tai kolmiulotteisia kappaleita, Jesse Saari valaisee aihettaan.

Tulevaisuudessa aurinkopolttoaineita voitaisiin tuottaa esimerkiksi valosähkökemiallisella aurinkopolttoainereaktorilla, joka on hiilineutraali ja kustannustehokkaampi ratkaisu kuin valmistusmenetelmät, jotka hyödyntävät fossiilisia raaka-aineita kuten esimerkiksi maakaasua. Valosähkökemiallisten aurinkopolttoainereaktorien kehitys on kuitenkin vielä vasta alkuvaiheessa ja erityisesti reaktoreissa käytettävien materiaalien kestävyyttä tarvitsee parantaa.

Atomikerroskasvatus on merkittävä nanoteknologian keksintö

Atomikerroskasvatus, alun perin suomalaisen fyysikon ja Millennium-palkitun tekniikan tohtori Tuomo Suntolan kehittämä tekniikka, on nykyisin esimerkiksi mikroelektroniikassa laajasti käytetty ohutkalvojen kasvatusmenetelmä. Atomikerroskasvatuksella valmistettuja titaanidioksidiohutkalvoja pidetään lupaavimpina vaihtoehtoina valosähkökemiallisten kennojen komponenttien suojaamiseen, mutta ohutkalvojen ominaisuuksia tarvitsee vielä optimoida aurinkopolttoainereaktorien valmistuksen mahdollistamiseksi.

– Olen iloinen mahdollisuudesta tehdä tutkimusta liittyen atomikerroskasvatukseen, jota yleisesti pidetään yhtenä merkittävimpänä suomalaisena nanoteknologian keksintönä, Jesse Saari kertoo.

Jesse Saari on alkujaan kotoisin Hyvinkäältä. Hän aloitti opintonsa vuonna 2012 ja on vuodesta 2013 lähtien työskennellyt Tampereen yliopiston pintatieteen tutkimusryhmässä tutkien atomikerroskasvatusmenetelmällä valmistettujen ohutkalvojen ominaisuuksia. Saari teki myös opinnäytetyönsä samasta aiheesta.

***

Diplomi-insinööri Jesse Saaren fysiikan alaan kuuluva väitöskirja Defect, Phase, and Interface Engineering of Titanium Dioxide Thin Films Grown by Atomic Layer Deposition for Solar Fuel Production tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa perjantaina 09.12.2022 kello 12:00 Keskustakampuksella Pinni B -rakennuksen auditoriossa B1096 (Kanslerinrinne 1, Tampere). Vastaväittäjänä toimii apulaisprofessori Riikka Puurunen Aalto-yliopistosta. Kustoksena toimii professori Mika Valden Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnasta.

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Jesse Saari
040 536 3380
jesse.saari@tuni.fi

Kuvat

Väitöskirjatutkija Jesse Saari. Kuva: Lauri Palmolahti
Väitöskirjatutkija Jesse Saari. Kuva: Lauri Palmolahti
Lataa

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Tampereen yliopisto
Tampereen yliopisto
Kalevantie 4
33014 TAMPEREEN YLIOPISTO

p. 0294 5211https://www.tuni.fi

Tampereen yliopisto kytkee yhteen tekniikan, terveyden ja yhteiskunnan tutkimuksen ja koulutuksen. Teemme kumppaniemme kanssa yhteistyötä, joka perustuu vahvuusalueillemme sekä uudenlaisille tieteenalojen yhdistelmille ja niiden soveltamisosaamiselle. Luomme ratkaisuja ilmastonmuutokseen, luontoympäristön turvaamiseen sekä yhteiskuntien hyvinvoinnin ja kestävyyden rakentamiseen. Yliopistossa on 21 000 opiskelijaa ja henkilöstöä lähes 4 000.
Rakennamme yhdessä kestävää maailmaa. 

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Tampereen yliopisto

Tutkimuksessa annetaan toimintasuosituksia kuntayhtiöiden omistajaohjaukseen, arviointiin ja tarkastukseen27.3.2024 10:03:14 EET | Tiedote

Suomessa on noin 2 100 kuntayhtiötä, joiden joukossa on muun muassa energia-, kiinteistö- ja palvelutuotantoyhtiöitä. Kuntayhtiöiden keskimääräinen liikevaihto on noin 16 miljoonaa euroa. Yhtiöittämisten myötä päätöksenteko on kuitenkin ajautunut yhä kauemmas kuntien demokraattisesti valittujen henkilöiden päätäntävallasta. Tampereen yliopiston johtamisen ja talouden tiedekunnassa on laadittu tutkimus kuntayhtiöiden tarkastuksen ja arvioinnin organisoinnista ja läpinäkyvyydestä.

Väitös: Teemu Salo: 3D-tulostamalla voidaan valmistaa seuraavan sukupolven puettavaa elektroniikkaa22.3.2024 13:02:18 EET | Tiedote

Venyvän elektroniikan avulla on mahdollista valmistaa esimerkiksi älyvaatteita. Yksi alan suurista haasteista on löytää uusia, venyvän elektroniikan valmistukseen soveltuvia materiaaleja ja menetelmiä. Diplomi-insinööri Teemu Salon väitöstutkimus osoittaa, että 3D-tulostaminen soveltuu monipuolisesti venyvän elektroniikan erilaisiin valmistusmenetelmiin.

Väitös: Videopelien esityksellinen vastaanpelaaminen vastarinnan muotona22.3.2024 12:40:26 EET | Tiedote

Vastaanpelaaminen tarkoittaa sellaisia pelaamisen tapoja, joita videopelin kehittäjät eivät ole alun perin peliä suunnitellessaan tarkoittaneet. Esimerkiksi pelin sisäisestä väkivallasta kieltäytyminen tai erityisen hitaasti tai nopeasti pelissä eteneminen ovat vastaanpelaamisen muotoja. Väitöstutkimuksessaan filosofian maisteri Marleena Huuhka kehittää uusia vastaanpelaamisen tapoja teatterin- ja esitystutkimuksen pohjalta.

CARE-hanke pyrkii muuttamaan kotitalouksia kiertotalouden mukaisiksi22.3.2024 09:35:31 EET | Tiedote

Yksi kiertotalouden päätavoitteista on vähentää kulutuksen ympäristöjalanjälkeä. Kiertotaloussiirtymän nykyiset kansalliset ja kansainväliset tavoitteet ovat haasteellisia saavuttaa, jos kotitalouksia ei sitouteta mukaan toimintaan. Euroopan unioni on tunnustanut tarpeen kehittää kuluttajia osallistavia lähestymistapoja, jotka tukevat tehokkaammin kiertotaloustavoitteita. Vuoden 2024 alussa käynnistetty nelivuotinen CARE-hanke pyrkii edistämään EU:n kiertotaloustavoitteita etenkin kotitalouksien ruokahävikin ja tekstiilijätteen vähentämisen osalta

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme
HiddenA line styled icon from Orion Icon Library.Eye