Naukowcy w służbie efektywności

Europejski Nowy Zielony Ład wymaga, by energetyka stawała się coraz bardziej ekologiczna i wydajna. Naukowcy z Sieci Badawczej Łukasiewicz dbają, aby polska myśl techniczna wspierała ekologię.

Trudno wyobrazić sobie coraz bardziej zaawansowane i co ważne, niewielkie komputery i urządzenia przyszłości bez postępu w dwóch dziedzinach – mikroelektronice i fotonice – zawartych w nazwie należącego do Sieci Łukasiewicz Instytutu Mikroelektroniki i Fotoniki. Bez wątpienia kształtują one rozwój technologii, która stanowi jedno z najważniejszych kół zamachowych nowoczesnej gospodarki.

Fotonika to nauka, na której opiera się wiele najważniejszych i najbardziej perspektywicznych rozwiązań wykorzystywanych w codziennym życiu. Zajmuje się m.in. opracowywaniem nowoczesnych technologii światłowodowych i mikrooptycznych, umożliwiających szybki i niezawodny przesył danych. Badacze z Łukasiewicz – Instytutu Mikroelektroniki i Fotoniki (Łukasiewicz – IMiF) intensywnie pracują także nad opracowaniem tzw. Photonic Integrated Circuits (PICs), które są fotonicznym odpowiednikiem układów scalonych (mikroprocesorów) i otwierają nowe możliwości dla wielu gałęzi przemysłu 4.0 opartych na błyskawicznej wymianie informacji. Działania naukowców nie ograniczają się jednak wyłącznie do zastosowań informatycznych i przemysłowych. Inżynierowie pracują również nad efektywniejszym działaniem sprzętu medycznego – np. opracowują czujniki do zdalnego monitorowania parametrów jakości wody lub powietrza, które znajdują zastosowanie również np. w ochronie środowiska, sygnalizując ewentualne zagrożenia.

Doświadczenie badawcze instytutu to wsparcie dynamicznego rozwoju firm

Firma LARS Lighting wspólnie z instytutem opracowała system inteligentnego oświetlenia oszczędzający energię elektryczną. Innowacyjną cechą skonstruowanych lamp jest możliwość zaprogramowania ich indywidualnych parametrów. Każda lampa jest niezależnie zarządzaną jednostką, sterowaną przez algorytmy analizujące dane z czujników. Dzięki temu światło automatycznie dostosowuje się do warunków panujących w pomieszczeniu. System reaguje na zmiany światła naturalnego zachodzące w ciągu dnia, co pozwala na zminimalizowanie czasu świecenia lampy i wpływa na realne wydłużenie okresu jej użytkowania, np. w salach szkolnych lampy bliżej okna święcą z mniejszym natężeniem niż w ciemniejszej części klasy. Instytut wspiera firmę w opracowywaniu układów sterowania lamp LED.

Sterowane oświetlenie LED może pobierać 10 razy mniej energii niż tradycyjne i pięć razy mniej niż standardowe oświetlenie LED. Koszty zużycia energii zmniejszają się nawet o 97 proc., co przekłada się na niższą emisję CO2 i ograniczenie kosztów eksploatacyjnych.

– LARS Lighting zyskał, dzięki współpracy z Łukasiewicz – IMiF, dostęp do zespołów projektowych i bardzo dobrze wyposażonych laboratoriów. Bardziej opłaca się nam projektować i wdrażać innowacyjne rozwiązania wspólnie z ekspertami Łukasiewicz – IMiF niż zatrudniać własnych specjalistów i inwestować w infrastrukturę badawczą – przyznaje Krzysztof Grudzień, prezes zarządu LARS Lighting.

Instytut Łukasiewicz – IMiF prowadzi działania także w wielu innych dynamicznie rozwijających się dziedzinach nauki i techniki. Jednym z nich jest opracowanie i wdrożenie do produkcji stałotlenkowych ogniw paliwowych wykorzystujących wodór do generowania energii elektrycznej zgodnie z patentami firmy HydrogenTech.

To start-up zajmujący się prowadzeniem badań nad ogniwami paliwowymi, które mogą stanowić uzupełnienie systemu zasilania dla indywidualnego gospodarstwa domowego.

Przyszłość ogniw wodorowych

Zadaniem instytutu jest opracowanie odpowiedniego składu folii ceramicznych, z których wykonywane byłyby ogniwa i pomoc w ich ostatecznym wytworzeniu. Wymaga to specjalistycznej wiedzy.Zgodnie z unikatową i opatentowaną konstrukcją, ogniwa powinny umożliwić uzyskanie bardzo wysokiej mocy ze stosunkowo niedużej objętości, a rozgrzanie ich do temperatury pracy ma być znacznie krótsze niż w przypadku podobnych tego typu urządzeń. To sprawia, że projekt wpisuje się w najnowsze trendy związane z unijnym Nowym Zielonym Ładem – dbałość o ekologiczną energetykę przy jednoczesnym budowaniu bezpieczeństwa poprzez wysoką efektywność i niższe zużycie energii.

– Łukasiewicz – IMiF współpracuje z HydrogenTech na każdym etapie – od opracowania prototypu, przez doradztwo techniczne aż po nadzór nad uruchomieniem produkcji – podkreśla dr inż. Piotr Guzdek, dyrektor ds. badawczych. Całość realizacji potrwa do 2023 r., przy czym 90 proc. prac zostanie wykonanych do końca grudnia 2021 r.

HydrogenTech planuje podbić rynki Europy, Japonii i Stanów Zjednoczonych.

GRK