Onderzoekschool COBRA, waarbinnen diverse groepen van de TU/e-faculteiten Electrical Engineering en Technische Natuurkunde samenwerken aan optische technologie, krijgt van NWO een Zwaartekrachtsubsidie om het energieverbruik van de snel groeiende digitale datastromen hanteerbaar te houden.

Dat energieverbruik zit in toenemende mate in de communicatie tussen computers en tussen processoren, onder meer in datacentra. Met nieuwe fotonicatechnologie, waarbij digitale data wordt gehanteerd in de vorm van licht in plaats van elektronische signalen, kan deze communicatie veel zuiniger en sneller. Voor datatransport over grote afstanden wordt al veel gebruikgemaakt van optische glasvezels.

Binnen COBRA zal met behulp van de Zwaartekrachtsubsidie onder meer worden gekeken naar integratie van optische systemen en elektronische schakelingen in één enkele chip, toepassing van optische technologie in datacentra, draadloze optische communicatie, optische geheugens en lasers die zo klein zijn dat er duizenden op een chip passen.

Het programma wordt geleid door prof.dr.ir. Meint Smit van de groep Photonic Integration (PhI, EE). De overige betrokken groepen zijn PSN (prof.dr. Paul Koenraad, TN),  ECO (prof.ir. Ton Koonen, prof.dr. Harm Dorren, EE), FNA (prof.dr. Bert Koopmans, TN) en P&MP (prof.dr.ir. Erwin Kessels, TN). In de eerste Cursor van 2014 zal meer te lezen zijn over dit programma, dat officieel de naam Research Centre for Integrated Nanophotonics heeft meegekregen.

Het tweede programma met aanzienlijke inbreng vanuit de TU/e heet ‘Networks’ en draait om de wiskundige analyse van grote en complexe netwerken. Onderzoekers prof.dr. Remco van der Hofstad, prof.dr.ir. Sem Borst, prof. dr. ir. Onno Boxma, prof. dr. Johan van Leeuwaarden, prof.dr. Mark de Berg en prof. dr. ing. Gerhard Woeginger van Wiskunde & Informatica, en prof. ir. Ton Koonen van Electrical Engineering maken deel uit van een consortium dat hiervoor 23 miljoen euro van NWO krijgt. Een kleine tien miljoen euro hiervan zal ten goede komen aan Eindhovens onderzoek. Penvoerder van het programma is de Universiteit van Amsterdam. De Universiteit Leiden en het Centrum voor Wiskunde en Informatica (CWI) completeren het consortium.

De huidige complexiteit van energie-, communicatie- en transportnetwerken maakt deze moeilijk controleerbaar en gevoelig voor toevallige fluctuaties. Dit soort netwerken zijn onderdeel van onze kritieke infrastructuur, en begrip van hoe ze zich onder verschillende omstandigheden gedragen is dan ook essentieel, zegt Van der Hofstad: “Bij ons onderzoek willen we algoritmische en stochastische methoden samenvoegen. Die aanpak is uniek in de wereld. Het onderzoek heeft een duidelijke kruisbestuiving met het Data Science Center, waarin alle TU/e-leden van het Zwaartekrachtconsortium actief zijn.”

Onderzoekers van Scheikundige Technologie, ten slotte, gaan samenwerken met collega’s van de universiteiten van Utrecht en Twente in het Netherlands Centre for Multiscale Catalytic Energy Conversion, dat de overgang naar een duurzame energievoorziening moet ondersteunen. Aan dit programma is 32 miljoen euro toegekend, waarvan een derde voor de TU/e.

Doel van de samenwerking is het gat te overbruggen tussen onderzoek naar katalysatoren (stoffen die een chemische reactie mogelijk maken, maar zelf niet worden verbruikt) en de procestechnologie, vertelt katalyse-expert prof.dr.ir. Emiel Hensen. “Dat zijn nu nog relatief gescheiden werelden. Wij bestuderen katalysatoren op moleculair niveau en op zeer korte tijdschalen, terwijl ze worden toegepast in reactoren waarin veel grotere lengte- en tijdschalen een rol spelen.”

Om dit gat te dichten gaat de groep van Emiel Hensen en prof.dr. Rutger van Santen (Molecular Catalysis) samenwerken met die van prof.dr.ir. Jaap Schouten (Chemical Reactor Engineering) en prof.dr.ir. Hans Kuipers (Multi-phase Reactors). Essentieel daarbij is de samenwerking met de collega’s uit Utrecht, die zich hebben gespecialiseerd in de tussenliggende lengteschalen, en Twente (vloeistofstromingen en nanogestructureerde materialen). Dat leidt tot een uniek consortium, zegt Kuipers. “Deze subsidie geeft ons de mogelijkheid om de problemen rond duurzame energie echt aan te pakken.” De samenwerking moet uiteindelijk onder meer een apparaat opleveren dat zonne-energie kan opslaan in een ‘solar fuel’.

De Zwaartekrachtsubsidies zijn bedoeld voor consortia die de potentie hebben om tot de absolute wereldtop in hun onderzoeksveld te gaan behoren of zich al op dat niveau bevinden. In de huidige ronde was in totaal 151 miljoen euro beschikbaar. Vorig jaar kregen prof.dr. Bert Meijer en zijn collega’s van Molecular Science & Technology samen met verwante onderzoekers uit Groningen een Nijmegen een Zwaartekrachtsubsidie uit de eerste ronde. De gehonoreerde programma’s hebben een looptijd van tien jaar.