Nya material för framtidens elnät
Architectured materials illustrated
Elektrifieringen ställer ökade krav på elnäten. Kraftutrustning som transformatorer behöver klara värme, elektricitet, magnetism och mekaniska krafter samtidigt. I ett nytt forskningsprojekt i samverkan mellan Uppsala universitet och Hitachi Energy ska konceptet architectured materials undersökas, med målet att bidra till mer effektiva, tillförlitliga och hållbara komponenter i framtidens kraftsystem.
Projektet, Multiphysics Architectured Materials for Sustainable Power Grids, leds av Mahmoud Mousavi, universitetslektor i hållfasthetslära vid Institutionen för materialvetenskap. Det genomförs som ett strategiskt mobilitetsprojekt med stöd från Stiftelsen för strategisk forskning, SSF.
Som en del av det strategiska mobilitetsprojektet arbetar forskaren under en period en del av sin tid på plats hos en extern partner. I det här fallet arbetar Mahmoud Mousavi vid Hitachi Energy i Ludvika, i samverkan med Hitachi Energys forskningscenter i Västerås.
– Det är värdefullt att arbeta nära de konkreta utmaningar som uppstår när framtidens kraftsystem ska bli mer robusta, effektiva och hållbara. Det ger en djupare förståelse för vilka krav materialen måste möta, samtidigt som det ger insikter i hur industriella behov, innovationsprocesser och långsiktiga affärsprioriteringar leder till forskning och teknikutveckling, säger Mahmoud Mousavi.
Mahmoud Mousavi, Universitetslektor vid Institutionen för materialvetenskap, Tillämpad mekanik
Architectured materials med multifysikalisk funktionalitet
Architectured materials är konstruerade material där geometri och inre struktur, över flera längdskalor, ger funktioner som går bortom de ingående materialens egna egenskaper. I projektet studerar Mahmoud Mousavi hur sådana material kan utformas för att hantera flera fysiska samspel som uppstår när kraftutrustning används.
Genom datorsimuleringar, prototyper och tester i industriell miljö ska projektet undersöka hur dessa materialkoncept kan användas på innovativa sätt i komponenter för kraftsystem.
– I möten med forskare, ingenjörer och internationella experter blir det tydligt hur grundläggande forskning inom mekanik, material och multifysik kan kopplas till långsiktiga behov i energisystemet, säger Mahmoud Mousavi.
Bygger vidare på strategiskt partnerskap
Uppsala universitet och Hitachi Energy har ett strategiskt partnerskap för att främja forskning, utbildning, kompetensförsörjning och innovation. Det nya mobilitetsprojektet bygger vidare på tidigare samarbeten mellan parterna.
För Uppsala universitet innebär projektet att forskning inom materialteknik och tillämpad mekanik kan utvecklas nära industriella utmaningar. Samtidigt kan erfarenheter från Hitachi Energys forsknings- och produktionsmiljöer bidra till nya forskningsfrågor, studentprojekt och utbildningsinslag. Samarbetet bidrar också till långsiktig kompetensförsörjning genom att stärka kopplingen mellan akademisk utbildning och strategisk industriell expertis.
– Att ta med industriella perspektiv och verkliga ingenjörsutmaningar in i undervisningen blir allt viktigare för att förbereda framtidens ingenjörer och forskare. Projektet visar också den växande betydelsen av utbyten mellan akademi och industri inom spetsforskning, där komplexa utmaningar i allt högre grad kräver tvärvetenskapligt samarbete och långsiktiga partnerskap mellan universitet och industri, säger Mahmoud Mousavi.
Målet är att projektet ska bidra med nya materialkoncept för hållbara elnät, och samtidigt stärka kunskapsutbytet mellan akademisk forskning, utbildning och industriell utveckling inom energiområdet.