Strategie podpory v oblasti pokročilých materiálů

Sdělení Komise vychází z premisy, že pokročilé materiály představují klíčovou základní technologii, která je velmi důležitá pro souběžnou ekologickou a digitální transformaci. Sdělení o pokročilých materiálech pro průmyslové vedení pak předkládá konkrétní kroky s cílem sladit priority a investice v oblasti výzkumu a inovací v EU. Sdělení je historicky prvním krokem ke společnému evropskému přístupu k pokročilým materiálům, který bude východiskem pro další legislativní návrhy. Očekává se, že první seznam oblastí výzkumu bude v průběhu času rozšířen v rámci dialogu s Technickou radou, jež má být v této souvislosti zřízena.

Příklad: Grafen
Příkladem pokročilého materiálu je grafen – nejtenčí a nejpevnější materiál, který má vyšší tepelnou vodivost než měď. Používá se v televizních obrazovkách, počítačích a chytrých telefonech. Komise má za to, že energetické účinnosti a nových výkonnostních prvků je možné dosáhnout díky novým konstrukčním vlastnostem grafenu, což podpořily rámcové programy EU pro výzkum a inovace, včetně iniciativy „Grafen“, několika evropských technologických platforem a projektu ERA-NET.

Pokročilé matriály – priority
Pokročilé materiály, které jsou navrženy a konstruovány tak, aby vykazovaly vynikající výkon nebo zvláštní funkce, mají podle sdělení zásadní význam mj. pro inovace v oblasti energetiky, elektroniky, stavebnictví i mobility a jsou tudíž klíčové pro ekologickou a digitální transformaci. Předpokládá se, že poptávka po pokročilých materiálech, např. v oblasti výroby energie z obnovitelných zdrojů, baterií, budov s nulovými emisemi, polovodičů, léčivých přípravků a zdravotnických prostředků, družic, nosných raket, letadel nebo jiných aplikací dvojího užití i obranného vybavení, se v nadcházejících letech výrazně zvýší.
Strategie má za účel posílit konkurenceschopnost EU zajištěním vedoucího postavení Unie v oblasti nových technologií materiálů a podporovat kapacity v oblasti vývoje, testování i zavádění. Cílem je tyto materiály nahradit nebo podpořit jejich recyklaci a opětovné použití.
Sdělení navrhuje opatření rozdělená do pěti hlavních pilířů, které mají být prováděny společně s členskými státy EU, průmyslovými subjekty a dalšími klíčovými účastníky:

- Posílení evropského výzkumného a inovačního ekosystému v oblasti pokročilých materiálů.
- Zrychlené uvádění inovativních materiálů na trh, což zahrnuje zavedení společného sdílení materiálů, tj. vytvoření evropské digitální infrastruktury pro výzkum a inovace v této oblasti.
- Zvýšení kapitálových investic a zlepšení přístupu k financování.
- Podpora výroby a používání pokročilých materiálů, což zahrnuje zadávání veřejných zakázek na inovace, stanovování norem a zřízení Akademie pokročilých materiálů a Technologické rady pro pokročilé materiály.

Součástí Sdělení je Tabulka, která obsahuje přehled priorit v oblasti výzkumu a inovací, jež byly vypracovány ve spolupráci s členskými státy a zúčastněnými stranami z průmyslu. Jakmile budou dohodnuty společné priority, budou členské státy vybídnuty, aby koordinovaly strategie a zajistily priority provádění.

Předběžné priority výzkumu a inovací pro strategické oblasti

tabulka

Pokud jde o Energie, potřeby Sdělení jsou stanoveny ve čtyřech kategoriích: přeměna/výroba energie, skladování, distribuční a přenosová soustava, obnovitelná paliva.

a) Přeměna a výroba energie z obnovitelných a nízkouhlíkových zdrojů může zahrnovat pokročilé materiály pro zařízení pro přeměnu obnovitelných zdrojů energie (OZE), katalyzátory, zlepšení provozních podmínek prostředí (např. odolnost proti korozi), zlepšení účinnosti přeměny v obnovitelných zdrojích energie (např. fotovoltaické panely, větrné turbíny nebo tepelná čerpadla).
b) Systémy skladování energie mohou zahrnovat pokročilé oběhové a udržitelnější materiály, jako jsou elektrochemické technologie (baterie a superkondenzátory), tepelné a termochemické technologie (materiály s fázovou změnou) nebo chemické technologie.
c) Distribuce energie a přenosová iontová síť se může týkat pokročilých materiálů pro zvýšení účinnosti, spolehlivosti a trvanlivosti distribuční a přenosové sítě energie (vysoce výkonné nátěry chránící infrastrukturu před korozí, třením, námrazou…).
d) Oblast obnovitelných paliv mohou zahrnovat pokročilé materiály pro výrobu udržitelných paliv, jako jsou obnovitelná paliva nebiologického původu a syntetizovaná paliva, s ohledem na environmentální stopu.

Pokud jde o Mobilitu, potřeby jsou rozděleny do tří kategorií: skladování energie pro jednotlivé druhy dopravy, lehčí a robustnější dopravní prostředky z pokročilých materiálů, infrastruktura a větší oběhovost a lepší vliv na životní prostředí.

a) Skladování energie a alternativní paliva pro různé dopravní prostředky, např. pokročilé baterie (např. polovodičové), systémy vodíku, amoniaku a/nebo methanolu s mnohem vyšší účinností a zaměřením na řešení rekuperace.
b) Pokročilé vysoce výkonné materiály pro nízkou hmotnost, schopné fungovat v drsném prostředí, vysoce spolehlivé a odolné přepravní aplikace, např. pokročilé (lehčí) materiály, které kombinují sníženou spotřebu energie se zvýšenou bezpečností, kompozitní materiály a konstrukce pro vozidla, letecké konstrukce a součásti motorů, včetně vysoce výkonných termoplastů, adaptivních systémů, multifunkčních požadavků.
c) Podněty pro oběhovost a řešení environmentální výkonnosti materiálů tvoří např. recyklovatelné a/nebo biologicky rozložitelné kompozity, baterie a elektronika ve všech druzích dopravy, dále materiály, které dále snižují environmentální stopu a zvyšují odolnost dopravní infrastruktury.

Pokud jde o oblast Konstrukce, potřeby jsou stanoveny ve čtyřech kategoriích: lepší energetická účinnost budov, robustnější budovy s delší životností, životní podmínky budov a materiály pro zlepšení oběhovosti a řešení environmentální výkonnosti.

a) Zlepšení energetické účinnosti budov zahrnuje např. kompozitní pěny, tepelně izolační a skladovací materiály, integrované energetické systémy.
b) Zvýšení robustnosti a životnosti stavebních konstrukcí a lepší monitorování strukturální integrity zahrnuje např. kompozitní materiály včetně betonu obohaceného grafenem, nové materiály pro 3D tisk, materiály pro prefabrikaci a modulární výstavbu, samomonitorovací nebo samoopravné materiály.
c) Životní podmínky v budovách zahrnují např. materiály pro zvýšení komfortu, snížení hluku, pro osvětlení, dynamické opticky transparentní a zasklívací technologie, fotochromatické materiály, anti-špinící, anti-mrazové, protiskluzové, antikorozní nebo superhydrofobní úpravy.
d) Materiály pro zlepšení oběhovosti a řešení vlivu na životní prostředí zahrnuje např. nové nátěry na biologické bázi, izolace na bázi dřeva, lepidla a kompozitní materiály a řešení jejich potenciálu spojených s budovami a jejich dekonstrukcí.

Oblast Elektronika se zaměřuje na čipy, elektronické součástky a systémy s tím, že potřeby jsou identifikovány ve dvou okruzích.

a) Pokročilé materiály pro lepší výkon, včetně specifických vlastností pro výkon v drsném prostředí, snížené spotřeby energie a nových funkcí elektronických součástek. Tyto pokročilé materiály by měly rovněž zahrnovat: senzory, nové počítačové a paměťové koncepce, výkonovou elektroniku, komunikaci (včetně přenosu signálu a řízení teploty pro příští generace sítí 5G a 6G a dále), flexibilní elektroniku, optoelektroniku, fotoniku a kvantové komponenty.
b) Pokročilé materiály pro nové technologie výroby a balení čipů, včetně destiček a substrátů nad rámec křemíku, pro zvýšení účinnosti (pro aplikace v různých oblastech, jako je energetika a komunikace), zvýšení odolnosti, udržitelnosti a oběhovosti a snížení závislosti na CRM.

Závěr
V návaznosti na širší konzultace s členskými státy a zúčastněnými stranami je sdělení výsledkem potřeb v oblasti výzkumu a inovací, ale také reprezentuje úsilí výroby o využívání pokročilých materiálů. V tomto smyslu by mělo být jako politický program stanovený v tzv. soft law podkladem pro další praktické i legislativní opatření Komise.

Petr Mišúr
Foto: Shutterstock

Publikováno: 19. 7. 2024 | Počet zobrazení: 13 | Počet přeposlání: 0 1