Felix Trier

Projekttitel

Perpetual Energy Storage by Topological spin textures in Oxides

Hvad handler dit projekt om?

Hvirvler findes overalt i naturen og spænder kolossalt i størrelse fra f.eks. et flere hundrede år gammelt stormsystem på Jupiter, der er større end Jorden, til de små hvirvler, som opstår og forsvinder hurtigt, når man rører i sin tekop. På skalaer, der er en milliontedel til en milliardtedel af en meter, mikro- til nanometer, kan magnetiske hvirvler opstå i iltrige krystaller kendt som oxider. I mit Sapere Aude: DFF-Forskningsleder-projekt vil jeg i et helt nyt koncept undersøge, om man kan lagre energi på en måde, som ikke eksisterer i dag. Helt specifikt vil jeg lagre energien i disse magnetiske hvirvler. På grund af en kollektiv effekt i den magnetiske krystal er stabiliteten af hver magnetisk hvirvel enorm høj og kan sagtens ved stuetemperatur have en gennemsnitslevetid, der er længere end universets alder, og magnetiske hvirvler vil potentielt derfor kunne lagre energi for evigt!

Hvordan opstod din interesse for dit forskningsfelt?

Interessen for mit forskningsfelt udspringer af min passion for teknologier, der hjælper til med at bane vejen for den grønne omstilling. Jeg har igennem de sidste 14 år arbejdet med materialer fra den blok af det periodiske system, som er kendt som overgangsmetallerne. Gennem dette arbejde, der blandt andet har stået på over flere år i Frankrig, har jeg været med til at afdække, at denne materialeklasse kan udvise en helt særlig bred vifte af funktionelle egenskaber, når de bliver kombineret med ilt fra f.eks. atmosfæren og bliver omdannet til såkaldte oxider. Netop den brede vifte af funktionelle egenskaber gør oxiderne i min optik særligt interessante i forbindelse med grønne teknologier. Jeg har vist, at de f.eks. er en realistisk kandidat til at erstatte silicium i fremtidige energieffektive logiske kredsløb, og derved kan bidrage til at løse det tiltagende problem med energiforbruget i elektronik. Dette er dog ikke enden på historien, og det er netop min erfaring med energieffektiv elektronik, som idéen om energilagring i magnetiske hvirvler udspringer af.

Hvad er de forskningsmæssige udfordringer og perspektiver ved dit projekt?

Der er ingen indtil nu, som har forsøgt at bruge magnetiske hvirvler til at lagre energi. Derfor er der mange åbne spørgsmål, som jeg ønsker at svare på igennem mit Sapere Aude: DFF-Forskningsleder-projekt: Hvordan kan man bedst lagre energien i sådanne magnetiske hvirvler? Og hvis man laver et magnetisk hvirvelbatteri, hvor hurtigt kan et sådant batteri oplades og aflades? Ud over deres enorme stabilitet, kan magnetiske hvirvler netop flytte sig meget hurtigt, og rekorden for deres maksimale hastighed er påvist til at være lige under 1 km/s, hvilket derfor måske kan give et batterikoncept, hvor opladning og afladning vil kunne foregå ned til få sekunder! For at kunne udnytte alle disse attraktive egenskaber af magnetiske hvirvler i et batterikoncept, skal vi dog bedre forstå, hvordan og hvorfor de bevæger sig i krystaller, hvilket også er et af målene i mit projekt.

Hvilke perspektiver vurderer du selv, at din forskning på sigt kan have for det omgivende samfund?

Det vil have en enorm betydning for vores samfund, hvis vi kunne lagre energi over meget lange tidsskalaer. Tænk på den fordel det ville være, hvis man kunne gemme den energi, som bliver lavet om sommeren, når solen skinner meget, eller om efteråret, når vinden blæser rigeligt til senere på året. Som tingene står nu, er vi afhængige af den energi, vi kan generere ved afbrænding af fossile brændstoffer, eller det vi kan importere fra andre lande. Derudover vil et batteri med meget korte op- og afladningstider kunne åbne op for muligheder, som ikke kan lade sig gøre i dag med eksisterende batteriteknologier, der er flere minutter eller timer om at op- og aflade.

Hvad vil det betyde for din forskerkarriere, at du indgår i Sapere Aude-programmet?

Bevillingen fra Danmarks Frie Forskningsfond vil tillade mig at undersøge et koncept, som aktuelt ikke bliver studeret noget sted i verden. For mig vil det betyde, at jeg kan udvide mine forskningsaktiviteter ud over arbejdet med udvikling af energieffektiv elektronik til også at omfatte energilagring i magnetiske hvirvler. At indgå i Sapere Aude-programmet vil derfor have en meget stor betydning i at forme og definere min forskerkarriere fremadrettet, men også hjælpe med til at placere Danmark i en central position globalt med et helt nyt energilagringskoncept.

Lidt om mennesket bag forskeren

Jeg er 37 år og bosat i Roskilde med min hustru, vores tre døtre i alderen 4-12 år og to franske katte. Min partner og jeg nyder at rejse og opleve verden, og med hver vores karriere inden for forskning er det lykkedes os over flere omgange at drage fordel af vores internationale arbejde, hvilket har ført til talrige køreferier på tværs af blandt andet Frankrig, USA og Mexico. Når turen ikke går udenlands, arbejder vi på at sætte hus i stand, hvor jeg blandt andet har lært nye færdigheder, der omfatter at mure med kalkmørtel, snedkerere med genbrugstræ og arbejde med træfiberisolering. Jeg er desuden en flittig madentusiast og bogsamler.