Valtiollinen tutkimuskeskus VTT pääsee ensimmäisenä ulkomaisena tahona mukaan Yhdysvaltain energiaministeriön rahoittaman ARPA-E:n (Advanced Research Projects Agency – Energy) -kehitysohjelmaan. Sen avulla halutaan kiihdyttää fuusioenergian kaupallista käyttöönotto ja uusien materiaalien kehittämistä. Samalla VTT sopi yhteistyöstä Lawrence Livermore National Laboratoryn kanssa.

Erityisen poikkeukselliseksi  uudesta yhteistyön tekee se, että Yhdysvaltain energiaministeriö rahoittaa suoraan suomalaisen tutkimuslaitoksen osallistumista ohjelmaan. Yhdysvaltain ARPA-E tunnetaan huippututkimushankkeistaan, jotka keskittyvät energia-alan suurimpien haasteiden ratkaisemiseen. Solmitun yhteistyön tavoitteena on ratkaista erityisesti ääriolosuhteissa tarvittavien materiaalien ongelmat, jotka ovat pullonkaulana fuusioenergian kaupallistamisessa.

Samassa yhteydessä VTT on sopinut Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) kanssa tutkimusyhteistyöstä, jonka tavoitteena on kehittää ratkaisuja sekä energiamarkkinoille että kestävän kehityksen edistämiseen. Yhteistyösopimus kattaa viisi keskeistä tutkimusaluetta: bioteknologia, kriittiset raaka-aineet ja vihreät teknologiat, kvanttitietojärjestelmät, energiamateriaalit sekä fuusioenergian rakenteelliset seokset ja materiaalit. Sopimuksen taustalla on VTT:n erityisen vahva osaaminen ääriolosuhteisiin soveltuvien materiaalien ja laskennallisten mallien kehittämisessä.

VTT tuo hankkeeseen mukaan erityisosaamisensa laskennallisen materiaalitekniikan ja tekoälypohjaisten simulointimenetelmien saralla. Näillä menetelmillä voidaan testata materiaalien kestoa ääriolosuhteissa simuloiden jopa satoja miljoonia laskennallisia kokeita. ”Perinteinen uusien materiaalien kehitysprosessi voi viedä jopa vuosikymmeniä. VTT:n kehittämät simulaatio- ja tekoälyteknologiat lyhentävät kehityssyklit kuukausiksi ja pääsemme nopeasti optimoimaan ja luomaan tapauskohtaisesti tuotettuja ja tiettyyn tarpeeseen räätälöityjä aineistoja”, kertoo VTT:n tutkimusprofessori Anssi Laukkanen.

Hankkeessa keskitytään esimerkiksi fuusiovoimaloiden ensiseinämän materiaalien kehittämiseen, joiden tulee kestää äärimmäisiä lämpötiloja ja säteilyolosuhteita useiden vuosien ajan. Vaatimukset täyttävien materiaalien puute on ollut yksi merkittävä este fuusiovoimaloiden kaupalliselle toteutukselle.

”Fuusioenergia on ollut pitkään visio, jonka on sanottu olevan aina 50 vuoden päässä. Nyt tutkimus etenee siihen pisteeseen, että ensimmäiset kaupalliset toimijat lupaavat sovelluksia, jotka voivat olla jo 5–10 vuoden päässä. Onnistuessaan fuusioenergia voi mullistaa energian tuotannon ja auttaa ratkaisemaan globaaleja ilmastohaasteita”, Laukkanen kertoo.

VTT käyttää hankkeissa materiaalien kehityksessä ainutlaatuista tekoälyavusteista VTT ProperTune -laskenta- ja simulaatioteknologiaa, jonka avulla on voitu kehittää entistä parempia materiaaliratkaisuja esimerkiksi fuusioenergian tarpeisiin. VTT on myös investoinut voimakkaasti kvanttialgoritmien ja -ohjelmistojen kehittämiseen. Nämä seikat tekivät VTT:stä houkuttelevan kumppanin. VTT:n mukanaolo kansainvälisesti merkittävissä tutkimushankkeissa nostaa suomalaisen teknologian profiilia Yhdysvalloissa ja luo pohjaa uusille liiketoimintamahdollisuuksille myös Suomessa.

”Kyse ei ole vain tutkimuksesta, vaan myös suomalaisten innovaatioiden viemisestä kansainvälisille markkinoille. Nyt Suomella on tilaisuus olla mukana kehittämässä valtavan markkinapotentiaalin uusia teknologioita. Yhdenkin osa-alueen onnistumisella voi olla merkittävät talouskasvua edistävät vaikutukset”, kertoo VTT:n tulevaisuuden tuotteet ja materiaalit -liiketoiminta-alueen johtaja Tua Huomo.

Kuva: VTT:n toimitusjohtaja Antti Vasara ja Lawrence Livermore National Laboratoryn tiede- ja teknologiavarajohtaja Pat Falcone  (oik.) allekirjoittavat yhteistyösopimuksen 1. lokakuuta 2024. Kuvaaja Blaise Douros/LLNL