Fyra chalmersforskare blir Wallenberg Academy Fellows

Hur använder man värme för att skapa elektricitet? Hur utvecklar man automatiska metoder för att undvika buggar i datorprogram? Hur lagrar man sommarens solenergi till vintern? Det är frågor som kommer att undersökas av fyra chalmersforskare som nu får anslag på mellan 5 och 9 miljoner kronor vardera.

Paul Erhart, Laura Kovács, Kasper Moth-Poulsen och Christian Müller är fyra av de sammanlagt 29 forskare som i år utnämns till programmet Wallenberg Academy Fellows. Programmet finansieras av Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse. Det pågår i fem år, och sedan kommer de utvalda forskarna att kunna söka stöd till ytterligare fem års finansiering. Pengarna kommer att gå till följande forskningsprojekt:

• Material för framtidens energioptimerade teknik

I mycket av den teknik som fyller våra hem finns material som leder ström och värme. Som Wallenberg Academy Fellow ska Paul Erhart ta fram material där ledningsförmågan är optimerad för den teknik där materialet ska användas. Målet är att tekniska prylar ska bli mer energieffektiva och därmed mer energisnåla.

I komponenter som bygger kretskort i en dator kan dålig värmeledning vara skadlig eftersom höga temperaturer kan förstöra elektroniken. Men i ett termoelektriskt material kan dålig värmeledning kombinerad med bra elektrisk ledningsförmåga utnyttjas för att förvandla värme till elektrisk energi. Sådana material används exempelvis för att generera el i rymdsonder, men också för att förbättra förbränningsmotorers effektivitet.

Rätt material på rätt plats är viktigt för funktionen och för att nyttja den tillförda energin på bästa vis. Paul Erhart har som mål att med datormodellering utveckla nya material där värme- och elektrisk ledningsförmåga är bättre kontrollerad. Han kommer bland annat att studera speciella strukturer i material som kallas för klatrat. De kan ses som små burar där atomer eller molekyler kan hållas innestängda. Är buren för liten, börjar de fångade partiklarna att påverka rörelserna hos andra atomer och kan därmed försämra bland annat värmeledningsförmågan. Bättre förståelse för sådana material kan leda till energieffektiv teknik och ett mer hållbart samhälle.

Kontakt: Paul Erhart, institutionen för teknisk fysik, 031-772 36 69, erhart@chalmers.se

• Ett effektivt verktyg för att leta buggar i stora datorprogram

Buggar i datorprogram kostar allt mer. I dagens komplexa datoriserade system är felen svåra att hitta. Laura Kovács använder samma strategier som inom matematisk bevisföring för att utveckla program som effektivt felsöker en programkod.

Programkod för datoriserade system är ofta skriven av olika personer i olika programspråk och i olika stilar. Koden är inte sällan flera miljoner rader lång. Att hitta fel som har uppstått under tid har därför blivit en allt större del av kostnaden för programutveckling.

Som Wallenberg Academy Fellow kommer Laura Kovács att vidareutveckla sin banbrytande metod, symboleliminering, för felsökning i datorprogram. I framtagandet av denna metod har hon använt sig av den senaste utvecklingen inom så väl datorvetenskap som matematik och logik. I en första del av projektet ska hon ta fram automatiska metoder som hindrar programmerare från att introducera fel i existerande program. I en andra del ska hon utveckla verktyg som tar hänsyn till mycket komplexa egenskaper hos datorprogrammen och i ett tredje steg ska Laura Kovács tillämpa resultaten från de två första delstegen för att hitta viktiga fel i den programvara som används inom industrin i dag.

Laura Kovács fick dessutom nyligen ett anslag på 1,5 miljoner euro från Europeiska forskningsrådet (ERC Starting Grant).

Kontakt: Laura Kovács, institutionen för data- och informationsteknik, 031-772 16 96, laura.kovacs@chalmers.se

• Sommarens solenergi ska gå att spara till vintern

Solceller passar dåligt för nordliga breddgrader eftersom det är mörkt en stor del av året. Kasper Moth-Poulsen kommer som Wallenberg Academy Fellow att designa ett system som effektivt fångar solljus och sedan lagrar energin i kemiska molekyler. På så vis kan energin från soliga sommardagar sparas till den kalla vintern.

Det finns stora förhoppningar att förnyelsebar energi från solen ska kunna ge en mer hållbar framtid. Men tekniken dras med ett stort problem: tillgången till energin är ojämn. Solen lyser bara en del av dygnet och en del av året.

Kasper Moth-Poulsen ska utveckla teknik där energin från solen går att långtidslagra. I ett system som han har tagit fram, Molecular Solar Thermal (Most), omvandlas solenergi till kemisk energi, som lagras i specialdesignade molekyler utan skadlig miljöpåverkan. När kvällen kommer och människor börjar tända sina lampor, kan energin i molekylerna släppas fri. Ett mål är att molekylernas energi ska kunna omvandlas till elektricitet.

En viktig del av projektet är att optimera molekylerna så att de lagrar energin så effektivt som det bara går. En annan del av projektet är att få molekyler att fånga så mycket av solenergin som möjligt. Dagens kiselbaserade celler omvandlar bara upp till cirka 32 procent av solljuset till energi. Materialen i detta projekt har potential att nå en högre effektivitet.

Kontakt: Kasper Moth-Poulsen, institutionen för kemi- och bioteknik, 031-772 34 03, kasper.moth-poulsen@chalmers.se

• Kroppsvärme ska driva framtidens elektroniska textilier

I framtiden kan sensorer inbäddade i kläder övervaka vår hälsa eller känna av livsfarliga gaser i ett krigsområde. Christian Müller ska utveckla material som kan driva sådana sensorer genom att omvandla kroppsvärme till el.

Så kallade termoelektriska generatorer utnyttjar temperaturskillnader för att alstra elkraft. Men de tekniska lösningar för detta som finns idag är ömtåliga, dyra och baserade på giftiga material.

Som Wallenberg Academy Fellow ska Christian Müller skapa nya former av termoelektriska generatorer från halvledande plaster, som går att forma till lätta och böjbara fibrer. Han ska utforska så väl traditionella vävmetoder som den framväxande tekniken för 3D-tryckning för att producera billiga termoelektriska textilier.

Projektet ska leda fram till en prototyp som under verkliga förhållanden kan utvinna värme från den som bär materialet på sin kropp. Den el som genereras kan sedan användas för att driva olika former av sensorer, till exempel en sensor som kan övervaka en människas hälsa eller varna en soldat om farliga ämnen i omgivningen. Termoelektriska generatorer kommer sannolikt också att kunna bli till stor nytta för sjukvården och kan leda till nya innovativa kläder.

Christian Müller fick dessutom nyligen ett anslag på 1,5 miljoner euro från Europeiska forskningsrådet (ERC Starting Grant).

Kontakt: Christian Müller, institutionen för kemi- och bioteknik, 031-772 34 06, christian.muller@chalmers.se


Fakta om forskningsprogrammet

Wallenberg Academy Fellows stödjer några av landets, och världens, mest lovande forskare inom medicin, naturvetenskap, teknik, humaniora och samhällsvetenskap. Programmet har inrättats av Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse i nära samarbete med fem kungliga akademier och 16 svenska universitet.

Wallenberg Academy Fellows är Knut och Alice Wallenbergs Stiftelses största satsning någonsin. Programmet är tänkt att omfatta en satsning på upp till 125 unga forskare under perioden 2012 till 2016 – ett totalt möjligt anslag om 1,2 miljarder kronor.

Läs mer på:
www.wallenbergacademyfellows.se