14.02.2022GUM w europejskim projekcie metrologicznym wspierającym rozwój nanotechnologii dla przemysłu energii odnawialnej – 19ENG05 NanoWires
Główny Urząd Miar jednym z 17 Partnerów międzynarodowego konsorcjum.
Od września 2020 roku GUM bierze udział w trzyletnim zaawansowanym technologicznie europejskim projekcie metrologicznym o akronimie NanoWires z obszaru energii odnawialnej zatytułowanym „High throughput metrology for nanowire energy harvesting devices”. Projekt ten jest finansowany w ramach Europejskiego Programu na rzecz Innowacji i Badań w dziedzinie Metrologii (EMPIR).
Głównym celem projektu jest określenie spójności pomiarowej i charakteryzacja urządzeń do pozyskiwania energii na bazie wertykalnych nanoprzewodów.
Zdj. 1. Metrologia pojedyńczych nanowłókien służących do pozyskiwania energii – wspólne badania prowadzone przez Bartosza Pruchnika, Ewelinę Gacką, Janusza Fidelusa i Teodora Gotszalka
Tematyka badawcza projektu dotyczy nanostruktur, które mogą konwertować energię mechaniczną, cieplną lub promieniowanie elektromagnetyczne na energię elektryczną. Odpowiednie zaprojektowanie takich pojedynczych elementów o wysokim stosunku długości (µm) do średnicy (nm) (układy z milionami nanoprzewodów na centymetrze kwadratowym) pozwoli generować wystarczająco dużo energii, aby zasilić mały układ elektroniczny.
W ramach projektu EMPIR 19ENG05 NanoWires opracowane zostaną nowe metody pomiarowe, które pozwolą lepiej zrozumieć działanie urządzeń do pozyskiwania energii opartych na pionowych nanoprzewodach, w tym w ogniwach słonecznych. Opracowane zostaną również metody i modele wspierające produkcję urządzeń opartych na nanoprzewodach.
W projekcie Główny Urząd Miar ściśle współpracuje z Katedrą Nanometrologii Wydziału Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki (WEMiF) Politechniki Wrocławskiej, kierowaną przez prof. Teodora Gotszalka. Zespoły te przeprowadzają badania dotyczące metrologii pojedynczych nanowłókien służących do pozyskiwania energii. Pomiary takie są prowadzone metodami mikroskopii bliskich oddziaływań (ang. Scanning Probe Microscopy-SPM), co pozwala na obserwacje napięć i ładunków wytwarzanych oraz właściwości termicznych w nanostrukturze w skali ułamków nanometra. Zespoły z Polski osadzają nanowłókna na specjalizowanych podlożach wykonywanych w technologii układów mikro-elektromechanicznych MEMS. Proces osadzania nanowłókien jest prowadzony ze wsparciem technologii skaningowej mikroskopii elektronowej i zogniskowanej wiązki jonów (ang. Scanning Electron Microscopy and Focused Ion Beam, SEM-FIB) skojarzonych z technikami nanorobotycznymi. W ten sposób możliwy jest pomiar właściwości wskazanych nanowłókien w zdefiniowanych miejscach.
Badania i pomiary są prowadzone w różnych laboratoriach Partnerów uczestniczących w projekcie NanoWires (m.in. LNE, CMI, INRIM) przy wsparciu Uniwersytetu Jagiellońskiego oraz Sieci Badawczej Łukasiewicz, co przekłada się wprost na wzrost niezawodności obserwacji i ich spójność.
Oczekuje się, że technologie i metody opracowane w ramach projektu NanoWires wskażą nowe sposoby poprawy wydajności i jakości urządzeń do pozyskiwania energii z nanoprzewodów i istotnie przyczynią się do wsparcia przemysłu energii odnawialnej w Europie.
Koordynator projektu: Dr. Uwe Brand, PTB
Koordynatorem ze strony GUM jest dr inż. Janusz D. Fidelus
Ze szczegółowymi informacjami na temat projektu można zapoznać się na stronie internetowej projektu oraz w artykule zatytułowanym „NanoWires – europejski projekt metrologiczny wspierający rozwój nanotechnologii dla przemysłu energii odnawialnej” opublikowanym w czasopiśmie Metrologia i Probiernictwo - Biuletyn Głównego Urzędu Miar, 2 (25) / 2020, 19-26, ISSN 2300-8806.