2021 lapkričio 29 d. pirmadienis, 7:55
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. Verslo naujienos

nuotrauka
2021-11-26 10:19
Liubavo dvaro sodybos muziejus (Vilniaus r.) netrukus pasipildys dar vienu restauruotu pastatu – Kultūros infrastruktūros centro (KIC) užsakymu baigiama tvarkyti buvusi dvaro arklidė, ji bus pritaikyta kultūros ir viešosioms reikmėms.
nuotrauka
2021-11-24 10:30
UAB „Marijampolės laisvosios ekonominės zonos valdymo bendrovė“ (Baltic FEZ) pradeda įgyvendinti naują infrastruktūros plėtros etapą. Baigti ir Marijampolės savivaldybei įgyvendinti perduoti bendrovės užsakymu atlikti žiedinės sankryžos, naujo kelio, pėsčiųjų ir dviračių infrastruktūros projektai. J...
nuotrauka
2021-11-24 09:40
„Luminor“ bankas investicijų valdymo įmonės „Union Asset Management“ nekilnojamojo turto investiciniam fondui „Union RE Core Fund I“ suteikė 12,8 mln. eurų finansavimą, skirtą 17,7 tūkst. kv. metrų ploto industriniam pastatų kompleksui Kauno mieste įsigyti.
nuotrauka
2021-11-23 14:55
Artėjant žiemai, Neries dešinės krantinės ruožas ruošiamas naujiems rangovams, kurie pavasarį užbaigs tvarkyti teritoriją ties Olimpiečių gatve. Šią savaitę darbus atlikusi įmonė „Skominta“ išveš dalį nepasodintų želdynų ir statybines medžiagas, krantinėje likusias nutrūkus rangos sutarčiai.
nuotrauka
2021-11-22 10:25
Darnios miestų plėtros ir statybų bendrovė „YIT Lietuva“ investuotojams „East Capital Real Estate AS“ pardavė sostinės Žalgirio gatvėje pastatytą modernų verslo centrą „Naujasis Skansenas Ž“. Šiuolaikiško 5 aukštų, 7550 kv. m ploto verslo centro statybos darbai bus užbaigti iki šių metų pabaigos.
nuotrauka
2021-11-22 07:14
Latvijos įmonė „PreferRent“ sukūrė statybinės technikos nuomos platformą, kuri suveda statybinės technikos, statybinės įrangos nuomos bendroves ir įmones, kurioms šios technikos reikia darbui.
nuotrauka
2021-11-19 11:46
Susisiekimo infrastruktūros įmonių grupės „Panevėžio keliai“ antrinės įmonės UAB „Aukštaitijos traktas“ ir UAB „Ukmergės keliai“, vykdydamos visos grupės pertvarką ir efektyvindamos veiklą, mažina darbuotojų skaičių. UAB „Aukštaitijos traktas“ atsisveikins su 20 darbuotojų, „Ukmergės keliai“ – su 15...
nuotrauka
2021-11-19 10:11
Darnios miestų plėtros ir statybų bendrovė „YIT Lietuva“ su investuotoju „Hili Properties plc“ sudarė sutartį dėl Klaipėdos laisvojoje ekonominėje zonoje (LEZ) pagal „Build-to-suit“ modelį pastatytos Vokietijos polimerų kompanijos „Rehau“ gamyklos įsigijimo.
nuotrauka
2021-11-19 07:16
Didžiausios Estijos statybų bendrovės investavo į šioje šalyje lyderio pozicijas užimančią ir Lietuvoje vis aktyviau naudojamą statybos projektų biudžetų kontrolės ir valdymo programinės įrangos platformą „Bauwise“. Su šia platforma sėkmingai dirba generaliniai rangovai, nekilnojamojo turto vystytoj...
nuotrauka
2021-11-18 16:59
Projektavimo, konsultavimo ir statybų procesų valdymo bendrovė „Baltic Engineers“, išplėtusi paslaugų spektrą, keičia pavadinimą į „Be Live“. Naujasis prekės ženklas atspindi faktą, jog įmonė visas paslaugas grindžia tvariomis vertybėmis ir nuolat tobulėjančiomis technologijomis.
nuotrauka
2021-11-18 10:39
Vokietija ir Lietuva nutarė vystyti bendrą projektą – Rukloje bus kuriama nauja infrastruktūra, statomos kareivinės, tiesiami keliai ir kita. Išvystyta infrastruktūra bus skirta brigados „Geležinis Vilkas“ Artilerijos ir Logistikos batalionams bei NATO priešakinių pajėgų bataliono kovinei grupei.
nuotrauka
2021-11-17 16:06
Vilniaus miesto savivaldybė kartu su UAB „Vilniaus vystymo kompanija" užbaigė krepšinio arenos, įsikūrusios šalia Vilniaus Žemynos progimnazijos, statybas. Komplekso operavimą taryba nusprendė perduoti savivaldybės įstaigai „Active Vilnius".
nuotrauka
2021-11-17 16:02
Panevėžyje duris atvėrė Pusiaukelės namai, įkurti buvusio policijos pastato patalpose. Pusiaukelės namai – tai pataisos įstaigos specialus, atviro tipo padalinys.
nuotrauka
2021-11-17 15:05
Vilniaus oro uosto teritorijoje oficialiai pradėta „DHL Lietuva“ skubių siuntų terminalo statyba. Inovatyvaus ir į tvarumą orientuoto terminalo statybų build-to-suit tipo projektą valdo investicijų valdymo bendrovės UAB „Eika Asset Management“ (EAM) fondas UAB „Eika Real Estate Fund“ (EREF).
nuotrauka
2021-11-16 08:46
UAB „Empower-Fidelitas“ pranešė lapkričio 10 dieną oficialiai pakeitusi pavadinimą. Juridinių asmenų registre VĮ Registrų centras įregistruotas naujas pavadinimas – UAB „Enersense“.
nuotrauka
2021-11-15 12:04
Tarptautinė internetinės prekybos platforma verslui „Merxu“ skelbia pritraukusi stambų investuotoją – vos prieš metus veiklą Centrinėje ir Rytų Europoje pradėjęs startuolis sudomino pasaulinio lygio grandą „Prosus Venture“.
nuotrauka
2021-11-15 07:10
Lapkričio 17 d. Akademijos miestelyje (Studentų g. 9A, Kauno r.) įvyksiančioje iškilmingoje Prezidento Valdo Adamkaus sporto centro atidarymo ceremonijoje bus pristatomas šiuo metu didžiausias šalyje įvairioms sporto šakoms ir poreikiams pritaikytas universitetinis sporto kompleksas
nuotrauka
2021-11-11 14:39
Kultūros infrastruktūros centro (KIC) užsakymu baigtas tvarkyti Lopacinskių rūmų (Bernardinų g. 8, Vilnius) šiaurinės dalies korpusas, kuriame dabar įsikūrusi VšĮ ,,Teatras MENO FORTAS“
nuotrauka
2021-11-11 10:37
Spalio pabaigoje po dviejų metų pertraukos duris atvėręs Keistuolių teatras žiūrovus pasitiko stipriai atsinaujinęs – pastatytos patogesnės kėdės, įrengta geresnė vėdinimo sistema, nauja apšvietimo sistema ir moderniausia garso įranga.
nuotrauka
2021-11-10 14:06
Investicinė bendrovė „Pirmoji investavimo įmonė“ jai priklausančių komercinės paskirties pastatų valdymą patikėjo tarptautinei nekilnojamojo turto (NT) konsultacijų bendrovei „Newsec“.

Statybunaujienos.lt » Objektai. Technologijos. Verslo naujienos

nuotrauka

„Business Garden“ projekte – aplinkotvarkos elementų ir augalų dermė

Vilniuje baigiamas statyti „Do architects“ projektuotas biuro pastatų kompleksas „Business Garden Vilnius“, kurio aplinkos sutvarkymo klausimus spręsti ir įgyvendinti padėjo UAB „Betono moza...