Tokian tokiko jarduera: silizio karburoan oinarritutako potentzia bihurgailuak

Tokian tokiko

XX. mendeko bigarren erdialdean, Ignacio Mártil fisikariak “XX. mendeko iraultza isil handiena” [1] deitu zuenaren oinarriak ezarri ziren, hau da, mikroelektronikarenak. XXI. mendeko lehen urteetan, lehengaien oparotasunarekin eta silizioan oinarritutako mikroelektronikaren heldutasun teknologikoarekin, gaur egun bizi dugun gizarte iraultza sortu zen, non sare sozialak, telelana eta informazioa edozein ordutan eta tokitatik eskura egotea posible den orain dela hamar urte inguru imajinaezinak ziren eraginkortasuna eta prestazioak dituzten gailuei esker (lehenengo iPhonea 2007ko urtarrilean merkaturatu zen).

Hala ere, silizioan oinarritutako teknologia bere muga fisikora heltzear dago. Industriaren alorrean, urte batzuetatik hona, garapenak olataren –mikrozirkuituak egiteko erabiltzen den xafla– tamaina handitzean oinarritu dira. Harrigarria bada ere, 2005etik transistoreak gehitu badira ere, azkartasuna ez da handitu: zirkuitu integratuen abiadura gehienez ere 5 gigahertzetan [2] geldituta dago ordutik.

silizio karburoan
Irudia: Silizio karburoa tenperatura tarte oso zabal batean modu egonkorrean funtzionatzeko gai da. (Argazkia: David Monniaux – Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported lizentziapean. Iturria: Wikimedia)

Orain dela gutxi, industriak aldatu egin du zirkuitu integratuak sortu zirenetik erabiltzen zen estrategia. Tradizionalki, lehenengo txipa diseinatzen zen eta, gero, aplikazioa aurkitzen zitzaion; gaur egun, aldiz, ikerketa eta garapen proiektuak egiten dira, eta horietarako zirkuitu integratu egokienak diseinatu. Diseinu horrek silizioa ez beste material batzuk erabiltzeko aukera ere ematen du.

Etorkizun hurbilerako bereziki interesgarria den kasu bat potentzia gailuena da. Gailu horiek kontrolatuko dituzte, adibidez, plaka fotovoltaikoen, haize sorgailuen edo ibilgailu elektrikoen hurrengo belaunaldiak. Merkeak izan behar dira, modu efizientean ekoizteko modukoak eta telefono mugikor batek edo ordenagailu batek jasaten dituen lan baldintza askoz ere muturrekoagoak jasateko gai izan behar dira. Zirkuitu integratu horiek bete beharreko betekizun nagusia hau da: tenperatura tarte oso zabal batean modu egonkorrean funtzionatzeko gai izan behar dute. Hortxe sartzen da silizio karburoa (SiC), erdieroale konposatu bat.

Silizioarekin alderatuta, SiC potentzia gailuak efizienteagoak dira energia bihurtzeko orduan. SiC etengailuek frekuentzia handiagoan jarduten dute, eta horrekin etengailu baten tamaina txikitu daiteke edo osagai induktiboak eta ezabatzaileak (snubbers) deusezta daitezke. Horren ondorioz, sistemaren tamaina eta pisua txikitu egiten dira, oro har. Horrek ekarriko lukeen kostu baxuagoak konpentsatu egin beharko luke silizioaren ordez SiC gailuak erabiltzearen kostu osagarria.

SiC teknologiak erabiltzen dituzten egungo eta etorkizuneko aplikazioen zerrenda gehitzen ari da, eta aplikazio horien artean daude elikadura iturri kommutatuak, eguzki energia eta haize erroten energia sortzeko inbertsoreak, motor industrialak, ibilgailu hibridoak eta elektrikoak eta sare adimendunetako energia kommutazioa.

Gaur egun, Europa Asiaren eta Amerikaren atzetik dago energia aurrezteko eta karbono dioxidoaren emisioak gutxitzeko ezinbesteko energia horren garapenean; helburu horiek biak lortzeko, era berean, mugikortasun elektrikoa eta eraginkortasun energetiko industriala sustatu behar dira. REACTION dugu teknologia arrakala hori gutxitzeko Europar Batasunak finantzatzen duen proiektuetako bat.

REACTION proiektuan hogei bat erakundek lan egiten dute, eta 50 milioi euro inguruko aurrekontua du. Helburua da Europako eta munduko lehenengo lerro pilotua sortzea teknologia energetikoetarako silizio karburoaren olatak fabrikatzeko. Olata horiek 8 hazbeteko tamaina izango dute eta, egungo tamaina estandarra 4koa eta 6koa denez, merkatua berrantolatu egingo da.

Ikerlan euskal kooperatiba ezinbestekoa izango da garapen horretan. SiCan oinarritutako inbertsore fotovoltaiko bat –tentsio ertaina aplikatzeko– eta inbertsore hori energia biltegiratzeko sistema bati konektatzeko DC/DC bihurgailu bat diseinatzeaz gain, Arrasaten (Gipuzkoa) egingo dira proiektuaren azken etapan garatuko diren potentzia bihurgailuen prototipo guztien probak.

Oharrak:

[1] Ignacio Mártil (2018) Microelectrónica. La historia de la mayor revolución silenciosa del siglo XX. Ediciones Complutense. Oso liburuxka gomendagarria.

[2] Mártil (2018). 118. or.


Egileaz:

Cesár Tomé López (@EDocet) zientzia dibulgatzailea da eta Mapping Ignorance eta Cuaderno de Cultura Cientifica blogen editorea.


Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

Utzi erantzuna

Zure e-posta helbidea ez da argitaratuko. Beharrezko eremuak * markatuta daude