2025 m. liepos 12 d. šeštadienis, 7:41:27
Reklama  |  facebook

Klimato kaita ir fizikinės technologijos: KTU mokslininkas kuria sprendimą švariai energijai išgauti

2021-10-28 11:29
Klimato kaita ir globalinis atšilimas – vienas didžiausių šių laikų pasaulio iššūkių, kuriam įveikti reiktų sumažinti anglies dioksido išmetimą į atmosferą. Japonijoje, Šidžuokos universitete daktaro disertaciją apsigynęs KTU mokslininkas Vytautas Kavaliūnas kurią įrankį išgauti žaliajam vandeniliui, įvardijamam kaip vienu iš efektyviausių atsinaujinančių energijos šaltinių.
nuotrauka
KTU MGMF mokslininkas dr. Vytautas Kavaliūnas. KTU nuotr.


Minimos įmonės
Kauno technologijos universitetas (KTU),

Švarus arba žaliasis vandenilis yra viena iš Europos žaliojo kurso ir ES priimtos strategijos dalių, kuria siekiama sumažinti priklausomybę nuo nešvaraus, importuojamo iškastinio kuro. Juo paremtos technologijos sulaukia vis daugiau dėmesio ir įvardijamos kaip vienas iš pagrindinių ekonomikos dekorbanizacijos ramsčių.

Apie tai – Kauno technologijos universiteto interviu su šio universiteto Matematikos ir gamtos mokslų fakulteto (KTU MGMF) mokslininku dr. Vytautu Kavaliūnu.

Kodėl žaliasis vandenilis?

Vandenilį galima išgauti įvairiais būdais, ir priklausomai nuo to, kokiu būdu tai padaroma, jis skirstomas pagal spalvas. Plačiai naudojami terminai – mėlynasis ir žaliasis vandenilis. Rečiau – rožinis, geltonas, baltas, pilkas ar turkio spalvos.

Žaliasis vandenilis yra švariausias, kadangi jo gavybai naudojami atsinaujinantys energijos šaltiniai (vėjas ar saulė), o galutinis produktas yra tik vandenilis ir deguonis. Žaliojo vandenilio gavybos metu nesusidaro šalutiniai produktai, sukeliantys šiltnamio efektą, t. y. anglies dvideginis (CO2).

Vandenilio panaudojimą galima prilyginti gamtinėms dujoms ar kurui. Jis gali pilnai pakeisti gamtines dujas, naudojamas tiek buityje, tiek pramonėje. Dabartinis vamzdžių „tinklas“, kuris naudojamas dujoms transportuoti, gali būti pritaikytas vandeniliui.

Negana to, dar 2018 m. buvo pranešta apie vidaus degimo variklių galimybę pritaikyti vandeniliui. Tai reikštų, kad ši technologija (priešingai nei elektromobiliai) būtų prieinama visoms socialinėms grupėms ir nereikėtų gaminti naujų, brangių, specialiai vandeniliui pritaikytų automobilių.

Kokios būtinos sąlygos, kad šios technologijos neštų naudą?

Būtinos sąlygos vandenilio gavyboje yra efektyvumas, t. y. sunaudojamas energijos kiekis negali būti didesnis negu gauto vandenilio suteikiamas energijos kiekis, ekologiškumas, t. y. negali susidaryti gamtą teršiantys šalutiniai produktai (CO2) bei atsinaujinančios energetikos panaudojimas – vandenilio gavybai negali būti naudojamas iškastinis kuras ar kiti energijos šaltiniai, kurie teršia aplinką.

Žaliasis vandenilis dažniausiai yra išgaunamas elektrolizės būdu. Kadangi vandenilio energetikoje yra svarbus ekologiškas būdas gauti vandeniliui, pakalbėkime apie konkrečius skaičius elektrolizės procese.

Įsivaizduokime, norint išgauti 1 kg vandenilio dujų, reikia apie 9 l distiliuoto vandens ir apie 50 kilovatvalandžių (kWh) elektros energijos. Tačiau 1 kg vandenilio dujų gali suteikti tik apytikriai 33 kWh energijos (beveik tris kartus daugiau, nei kg benzino ar dyzelino ~12 kWh), tačiau tai reiškia, kad proceso efektyvumas yra apie 66 proc.

Remiantis statistika, 1 kWh kaina Europoje 2020 m. buvo apie 0,22 Eur, o vandenilio kaina yra 11 Eur už kg neskaičiuojant transportavimo ir laikymo kaštų. Taigi, elektrolizės būdu gautas vandenilis nėra komerciškai patrauklus, ir jo „spalva“ priklauso nuo to, kokia energija yra naudojama elektrolizei: vėjo jėgainės, saulės baterijos, iškastinis kuras ar branduolinė energija.

Kiek stiprų ir kokį poveikį klimato kaitai galėtų turėti komerciškai sėkmingo sprendimo suradimas? Ar galėtume šias technologijas tuomet pavadinti pasaulio dekorbanizacijos ramsčiu?

Proveržis žaliojo vandenilio gavyboje būtų tvirtas atspirties taškas atsinaujinančios energetikos srityje ir paliktų ryškų švaresnio rytojaus pėdsaką. Vadovaujantis tuo, kad naudojant vandenilį, kaip energijos šaltinį, šalutiniai produktai gali būti vanduo ar vandens garai, – galima drąsiai teigti, kad tai taptų tvirtu pasaulio dekarbonizacijos ramsčiu.

Akivaizdu, kad vandenilio energetika yra būtent ta sritis, į kurią turime koncentruotis norėdami išvengti baisių padarinių, ateinančių kartu su globaliniu atšilimu.

Ir jūs savo tyrimais siekiate sukurti komerciškai sėkmingą technologiją, įrankį? Papasakokite plačiau.

Idėjos esmė paprasta: įrenginį įmerkus į distiliuotą vandenį ir apšvietus jį saulės šviesa, gaunamas deguonis ir vandenilis.
Kalbant šiek tiek plačiau, mes dirbame su sistema kurią sudaro hibridinis titano dioksido fotoelektrodas (vadinkime jį pagrindiniu) bei saulės elemento pagrindu sukurtas fotoelektrodas (vadinkime jį šalutiniu) (žr. paveikslėlyje).

vandenilis1 pav. Įrenginio schema

Naudojant pateiktą sistemą, atsiranda galimybė gauti žaliąjį vandenilį iš vandens naudojant tik saulės energiją, be papildomų energijos šaltinių. Taip pat tam reikalingi specialiai šiam procesui pritaikyti indai, kuriuose deguonis ir vandenilis būtų nedelsiant surenkami, be galimybės sureaguoti tarpusavyje.

Negana to, dalis mokslinių darbų orientuojasi į pagrindinio fotoelektrodo gamybą ir modifikaciją, o kaip šalutinį fotoelektrodą naudoja platinos elektrodą. Ne paslaptis, kad platina yra priskiriama tauriesiems metalams ir yra ganėtinai brangi.

Tad mūsų tikslas – ne tik sukurti pagrindinį fotoelektrodą, bet ir komerciškai patrauklią alternatyvą platinos elektrodui.

Paskutiniai atlikti tyrimai parodė, kad mūsų sukonstruota sistema, naudojant pagrindinį fotoelektrodą ir saulės elemento pagrindu sukurtą šalutinį fotoelektrodą, pasiekia beveik 75 proc. didesnį efektyvumą, lyginant su platinos elektrodu. Tad, manau, kad einame teisinga linkme.

Ar Jūsų kuriamas įrankis bus komercializuojamas?

Sudėtingas klausimas, tačiau į jį atsakymas būtų toks: mano tikslas – švari energija ir mūsų Žemės išsaugojimas. Taigi, sukurtas produktas turi būti plačiai prieinamas visoms socialinėms grupėms bei visoms šalims, tam kad CO2 emisija būtų sumažinta kaip įmanoma sparčiau.

Kaip ši technologija galėtų būti pritaikoma pramonėje?

Galbūt pradėsiu nuo transporto sektoriaus, kadangi studijuojant Japonijoje, pačiam teko pasinaudoti viešojo transporto paslauga Tokijuje, kur autobusas buvo varomas vandeniliu. Vandenilis, kaip alternatyva kurui, bei jo realus panaudojimas kai kuriose šalyse jau yra taikomas. Tiesa, tokių autobusų Tokijuje yra vienetai, lyginant su iškastiniu kuru varomais autobusais, tačiau tai parodo, kiek jau yra pažengta šioje srityje. Žinoma, tai labiau atspindi vandenilio panaudojimą, bet ne jo gavybą.

Pramonės ar energetikos srityje vandenilis galėtų pakeisti gamtines dujas, iškastinį kurą, tikėtina, kad ir branduolines jėgaines. Įrangą, kaip panaudoti vandenilį, mes jau turime. Reikia tik rasti būdų, kaip efektyviai ir ekologiškai išgauti vandenilį.

Neseniai apsigynėte disertaciją šia tema. Ar ketinate tęsti mokslinę veiklą? Ar ta pačia linkme? Kokie jūsų ateities planai?

Savo daktaro disertaciją apsigyniau Japonijoje, Šidzuokos universitete. Būtent ten gimė idėja apie mūsų kuriamą „įrenginį“ vandenilio gavybai. Čia norėčiau paminėti žmogų be kurio, tikriausiai, nebūčiau sugebėjęs išvystyti šios idėjos – tai profesorius Yoshinori Hatanaka.

Su juo dirbome dvejus metus. Idėją kartu su savimi parsivežiau į Lietuvą ir savo žiniomis bei patirtimi stengiuosi pasidalyti su KTU MGMF Fizikos katedroje esančia komanda. Be jokios abejonės, planuoju tęsti mokslinius tyrimus.

Svajonė apie švarią energiją taps realybe?

Reikia sugebėti atsirinkti, kokia energija iš tikrųjų yra visiškai švari. Vien tai, kad žmogus turi elektra varomą automobilį, dar nereiškia, kad energija jam pakrauti yra žalioji energija, nepaliekanti CO2 pėdsako atmosferoje.

Žaliojo vandenilio technologijos yra puikus žingsnis švaresnio rytojaus link, tačiau vidutinė metinė temperatūra vis dar kyla.
Statybunaujienos.lt



Objektai. Technologijos. Verslas

nuotrauka
2025-07-11 06:44
Europos Komisijai pradėjus viešąsias konsultacijas dėl karinio mobilumo paketo, Lietuva aktyviai sieks daugiau Europos Sąjungos (ES) investicijų strateginiams projektams, gerinantiems Baltijos šalių regiono susisiekimą ir karinio mobilumo jungtis su Europa.
nuotrauka
2025-07-10 12:42
Per pirmuosius šešis šių metų mėnesius tvarios miestų ir infrastruktūros plėtros bendrovė „YIT Lietuva“ pardavė 218 būstų ir komercinių patalpų Vilniuje ir Kaune. Šis skaičius beveik pasiekė visų 2024-ųjų metų rezultatą, kai buvo parduoti 239 objektai, ir gerokai viršija visų 2023 metų pardavimus, k...
nuotrauka
2025-07-09 06:55
Lietuvos statybininkų asociacijos (LSA) sprendimas nutraukti narystę Lietuvos pramonininkų konfederacijoje (LPK) sulaukė viešo dėmesio. Liepos 3 d. LSA paskelbė apie išėjimą iš organizacijos, su kuria ją siejo net 35 metų partnerystė. Po šio žingsnio abi pusės pateikė savo vertinimus – LSA akcentavo...
nuotrauka
2025-07-08 09:02
Dar prieš porą metų Kauno tarpukario architektūrai patekus į UNESCO paveldo sąrašą daugelio kauniečių ir miesto svečių akys atsigręžė į jų kasdien praeinamus istorinius pastatus. Visgi, nors kultūrinio paveldo požiūriu tokie pastatai yra vertybė, energetiškai jie gali būti vieni nuostolingiausių.
nuotrauka
2025-07-08 07:34
Pasibaigus Aplinkos projektų valdymo agentūros (APVA) organizuotiems Metų renovacijos projekto rinkimams, paaiškėjo, kad vienas iš trijų daugiausiai visuomenės balsų surinkusių projektų – penkiaaukštis daugiabutis Marijampolėje. Pastatą atnaujino generalinis rangovas UAB „Coner“, o jo transformacija...
nuotrauka
2025-07-07 08:17
Naujamiestis – vienas iš greičiausiai augančių sostinės rajonų ir strateginė Vilniaus teritorija, kur sprendimai dėl plėtros šiandien gali nulemti ne tik šio rajono, bet ir miesto gyvybingumo ateitį, sako NT ir verslo ekspertai. Sparčiai besikeičiantis buvęs pramoninis rajonas vis dar neturi aiškaus...
nuotrauka
2025-07-03 20:05
Skiriasi šalies statybų sektoriaus įmones vienijančios Lietuvos statybininkų asociacijos (LSA) ir Lietuvos pramonininkų konfederacijos (LPK) keliai – LSA taryba liepos 3 d. priėmė sprendimą išstoti iš Lietuvos pramonininkų konfederacijos.
nuotrauka
2025-07-03 15:36
Kaune, A. Juozapavičiaus pr. 57, duris atvėrė atnaujintas Turto banko administracinis pastatas, kuriame patogesnėmis darbo sąlygomis jau džiaugiasi 6 valstybės įstaigos. Atlikti darbai leido reikšmingai pagerinti pastato energinį naudingumą nuo F iki A klasės. Teigiami pokyčiai leidžia energijos sąn...
nuotrauka
2025-07-03 09:52
2024-ieji Elinta Charge komandai tapo kryptingo virsmo metais. Reaguodama į rinkos pokyčius ir augančius klientų lūkesčius, įmonė perorientavo pardavimų strategiją, sustiprino fokusą į B2B segmentus ir performavo komandą. Šie sprendimai tapo pagrindu investicijoms į produktų kokybę, sertifikavimą, n...
nuotrauka
2025-07-02 13:13
Ekonomikos ir inovacijų ministerija (EIMIN) pasirašė 19-ąją stambaus investicinio projekto sutartį su bendrove „Pentasweet“, kuri Vilniuje plėtos gamybos projektą, paremtą pažangiomis biosintezės technologijomis. Įgyvendinant projektą planuojama investuoti 44 mln. eurų.
nuotrauka
2025-07-02 12:07
Vilniaus oro uostas tęsia keleiviams skirtų erdvių modernizavimo darbus – senosiose išvykimo erdvėse prasidėjo pertvarkos. Nuo keleivių atitvertose patalpose vyksta pasiruošimo rekonstrukcijai etapas. Planuojama, kad po maždaug pusantrų metų senoji erdvė pasikeis neatpažįstamai – terminalas taps ne ...
nuotrauka
2025-07-02 11:59
Nacionalinis plėtros bankas ILTE skyrė kiek daugiau nei pusę milijono eurų Kėdainių rajone esančio Kalnaberžės dvaro atnaujinimui. Pasak projektą įgyvendinančios UAB „Rangon“ vadovo, siekiama atgaivinti nykstantį kultūros paveldą ir pritaikyti jį šiuolaikiniams visuomenės poreikiams.
nuotrauka
2025-07-02 09:55
2025 m. pirmąjį pusmetį Vilniaus pirminė būsto rinka demonstravo įspūdingą atsigavimą – pardavimų apimtys išaugo daugiau nei dvigubai, lyginant su tuo pačiu laikotarpiu pernai. Aktyvumas fiksuotas ne tik sostinėje, bet ir Kaune bei Klaipėdoje. Rinkos dalyvės „EIKA Development“, „Citus“ ir „Realco“ v...
nuotrauka
2025-07-02 07:31
Jei esate architektas ar interjero dizaineris ir jaučiate, kad technologijos sparčiai keičia jūsų profesiją, greičiausiai esate susidūrę su klausimu: kaip suspėti su pokyčiais ir tuo pačiu dirbti efektyviau? Šiandien mokymai – tai ne tik naujų mygtukų pažinimas, bet visos darbo kultūros atnaujinimas...
nuotrauka
2025-07-01 16:19
KTU Studentų miestelis sparčiai modernėja – vykdomi atnaujinimo darbai atspindi universiteto siekį kurti tvarią, inovatyvią ir bendruomenei draugišką aplinką. Nuo žaliųjų erdvių ir sporto infrastruktūros iki apšvietimo – visi šie pokyčiai yra nuoseklūs žingsniai link šiuolaikiško, tarptautinius stan...
nuotrauka
2025-06-30 14:15
Ekonomikos ir inovacijų ministerijos (EIMIN) iniciatyva nuo š. m. rugpjūčio 1 d. bus įsteigiama smulkiojo ir vidutinio verslo (SVV) ombudsmeno pareigybė. Ji skirta nagrinėti SVV subjektų skundus. Tam šiandien pritarė Seimas.
nuotrauka
2025-06-30 09:31
Šiemet prekės ženklą atnaujinusi „PST Group" tęsia strateginius pokyčius: įmonėje įsteigtas Tvarumo skyrius ir paskirtas pirmasis tvarumo vadovas. Anot pranešime cituojamo bendrovės vadovo Tomo Stuko, šis struktūrinis sprendimas atspindi įmonės siekį sistemingai į kasdieninę veiklą integruoti tvarum...
nuotrauka
2025-06-27 14:34
Naujausias Turto banko užsakymu atliktas tyrimas parodė, kad, renkantis darbdavį, kas penktam gyventojui svarbi ergonomiška darbo vieta. Psichologas-psichoterapeutas Erikas Siudikas pritaria – kai darbo erdvė jauki, yra oro, šviesos, darnos, kūnas atsipalaiduoja, imama giliau kvėpuoti, mąstyti ir ku...
nuotrauka
2025-06-27 07:29
Architektų ir interjero dizainerių darbe technologijos vis dažniau tampa nebe pagalbinėmis, o pagrindinėmis darbo priemonėmis. Jos keičia ne tik projektavimo eigą, bet ir pačią profesinę tapatybę. Duomenų analizė, dirbtinio intelekto (DI) įrankiai, CLOUD sprendimai, generatyvinio dizaino algoritmai ...
nuotrauka
2025-06-26 15:07
Tarptautinės rinkos tyrimų kompanijos „Kantar“ (UAB „TNS LT“) Vilniaus biuras praėjusią savaitę persikėlė į naujas patalpas baigiamo rekonstruoti Šv. Jokūbo komplekso teritorijoje. Atskirame 19 amžiaus pabaigos pastate bendrovė suderino istorinį paveldą su šiuolaikiniu darbo organizavimu.

Statybunaujienos.lt » Objektai. Technologijos. Verslas