Nanotechnologija ar vandenilio energetika (2)

Pabaiga. Pradžia Nr. 10

Tęsiame pokalbį su vienu Europos Sąjungos 6-osios Bendrosios programos NENNET projekto dalyvių, Lietuvos energetikos instituto tarybos pirmininku, buvusiu ilgamečiu jo direktoriumi akad. Jurgiu Vilemu.

Kaip jau minėjome, dar iki 1990 m. dalyvavome kuriant aukštatemperatūrės elektrolizės įtaisus, paskui po gana ilgos pertraukos, maždaug nuo 1997 m., vėl sugrįžome prie vandenilio energetikos. Tačiau tai jau kita sritis - vandenilio laikymas (saugojimas), kietojo kūno struktūros ir ekonominiai ateities energetikos aspektai, nes imama plačiau naudoti vandenilį.

Nuo 2002 m. Lietuvos energetikos instituto mokslininkai aktyviai dalyvauja Tarptautinės energetikos agentūros Vandenilio taikymo sutarties, Vandenilio saugojimo grupės veikloje. Pagrindiniai darbai susiję su nanokristalinių medžiagų, skirtų vandeniliui saugoti, sinteze ir savybių analize. Siekiama sukurti sistemas, kurios galėtų saugoti iki 6 proc. vandenilio, esant sistemos darbinei temperatūrai iki 100 oC. 2002-2006 m. Medžiagų tyrimų ir bandymų laboratorijoje buvo sėkmingai gauti Mg-Ni ir Mg-Al hidridai, kurie gali būti naudojami pramonėje. Šiuo metu kartu su Stokholmo, Poitiers ir Londono universitetų mokslininkais bei keliomis Vakarų kompanijomis tiriamos šių hidridų praktinio taikymo galimybės. Lietuvos energetikos instituto mokslininkai dalyvauja keturiuose 6-osios BP projektuose, susijusiuose su vandenilio energetika. Kartu su Vytauto Didžiojo universiteto Gamtos mokslų fakultetu rengiame nanotechnologijų, vandenilio energetikos ir tam reikalingų medžiagų sintezės sričių aukštos kvalifikacijos specialistus. Projektas įgyvendinamas iš Europos socialinio fondo lėšų pagal Lietuvos 2004-2006 m. Bendrojo programavimo dokumento 2 prioriteto Žmogiškųjų išteklių plėtra 2.5 priemonę Žmogiškųjų išteklių kokybės gerinimas mokslinių tyrimų ir inovacijų srityje, Lietuvos energetikos instituto ir Vytauto Didžiojo universiteto lėšų. Daugiau informacijos apie projektą galima rasti adresu www.hydrogen.lt

Tai medžiagotyros problema, nanomedžiagų kūrimo, o gal ne tik?

Tai ištisas problemų kompleksas, nes kuriant nanomedžiagas, būtinos ir chemikų pastangos. Taikant nanotechnologijas, tą procesą galima padaryti efektyvų. Ploni paviršiai pasižymi ypatingomis savybėmis, kurios gerina vandenilio išsiskyrimą ir sugėrimą. Kad tas procesas vyktų, reikia, kad būtų santykinai labai didelis paviršius. Todėl reikia, kad medžiaga būtų porėta, jos sąlyčio paviršius būtų didelis, o tūris -mažas. Visa tai siejasi su gana sudėtingomis problemomis. Vis dėlto nanotechnologijos žada neblogą perspektyvą, sprendžiant vandenilio saugojimo ir kuro celių ekonomiškumo bei ilgaamžiškumo problemą.

Vienam institutui tai būtų neįveikiamos problemosDaug kartų šio pokalbio metu pasakėte: didelės, sudėtingos problemos. Jei taip, tai ar jos įveikiamos Energetikos institutui? Juk tai pasaulinio mokslo problemos.

Vienam Institutui tai būtų nepakeliama, tačiau dirbame kooperuodamiesi su svarbiausiais pasaulio mokslo centrais. Trejus metus bendradarbiavome su labai garsia nacionaline JAV laboratorija (Sandia National Laboratories) ir pagaminome nanokristalinį magnio alanatą, kuris savyje gali saugoti iki 8,6 proc. vandenilio, esant 130 oC temperatūrai. Šiuo metu artimiausiai bendradarbiaujame su Skandinavijos ir Anglijos šalių laboratorijomis. Kad galėtume dirbti kartu su jomis, reikėjo sukurti nors ir nedidelę, bet modernią tyrimų bazę, kuriai nebuvo skirta net minimalaus valstybės finansavimo. Tai padaryti pavyko - dalį lėšų, gautų už užsakomuosius darbus, teko skirti naujausiai fizikinei aparatūrai įsigyti.

Manau, kad po 1990-ųjų mūsų Institutas pasirinko teisingą strategiją: dirbti tose srityse ir tomis kryptimis, kuriose sukauptas žinias galima pritaikyti Lietuvos vartotojams. Taip ėmėmės Ignalinos AE saugos užtikrinimo, Lietuvos energetikos ūkio optimizavimo, tradicinei energetikai reikalingų medžiagų tyrimo, energetikos ūkyje reikalingos metrologijos sistemos kūrimo darbų. Šių užsakymų vykdymas mūsų institutui padėjo užsitikrinti pajamas, iš mokslinių tyrimų gauti šiek tiek pelno, kurį galėjome nukreipti į tas fundamentinio mokslo kryptis, kurios iš Lietuvos biudžeto ar pramonės kol kas menkai finansuojamos. Vandenilio energetika kaip tik ir yra viena iš tokių krypčių.

Tad kokių laimėjimų šiandien Instituto mokslininkai yra pasiekę vandenilio energetikos kryptyje?

Į šį klausimą atsakyti sudėtingiau, negu atrodo iš pirmo žvilgsnio. Dirbame srityje, kur greitų rezultatų tikėtis negalima. Proveržis galimas tik sutelkus kelių valstybių, keliolikos mokslinių grupių pastangas. Nemažas pasiekimas yra tai, kad jau esame pripažinti ir vertinami savo užsienio partnerių, su kuriais bendradarbiaujame ne vienus metus. Tarp kitų - Prancūzijos, Skandinavijos šalių - ir JAV mokslininkai. Su jais dirbame kaip lygiaverčiai partneriai. Tai jau savaime labai didelis laimėjimas.

2004-2006 m., bendradarbiaujant su Stokholmo universiteto mokslininkais (prof. Dag Noreus, Ph. D. Toyota Sato) pirmą kartą buvo gautos plonasluoksnės kristalinės Mg2NiH4 struktūros. Gauti rezultatai patvirtinti Poitiers (Prancūzija) ir Vrije (Olandija) universitetų mokslinių tyrimų laboratorijose. Gautosios struktūros gali būti sėkmingai naudojamos saugoti vandeniliui, gaminti optiniams filtrams (switchable mirrors) ir baterijoms.

Ar Energetikos institute prie vandenilio energetikos problematikos dirba atskiros laboratorijos, skyriai, o gal tai per įvairius padalinius paskirstyti darbai?

Institute vandenilio energetikos darbais užsiima kol kas tik viena, bet stipri medžiagotyros profilio laboratorija, bet mes, kitaip nei kai kurios kitos Lietuvos mokslo šakos, galime pasidžiaugti gera tarpinstitucine tų darbų kooperacija. Mes bendradarbiaujame su Vytauto Didžiojo, Kauno technologijos, taip pat Vilniaus universitetu. Dirbame jungtinėmis pajėgomis ir, atrodo, visi supranta tokio bendradarbiavimo naudą. Laimėjome kelis FP-6 projektus ir ruošiamės žymiai aktyviau dalyvauti 7-ojoje programoje. Vandenilio energetikos saugos srityje tiesiogiai bus galima pritaikyti ir mūsų žinias iš branduolinės saugos srities - juk daugumoje reaktorių gaminasi vandenilis, ypač avarijų metu, o mes žinome kaip tas problemas spręsti.

Pačių mokslininkų iniciatyva palaikytinaTarp partnerių nepaminėjote Lietuvos mokslininkų sąjungos instituto.

Tik todėl nepaminėjau, kad tai nėra fiziškai egzistuojanti struktūra - tai organizacinis juridinis vienetas, kuris veikia kaip kooperuojanti institucija. Gal daugiau net kaip projektų iniciatorius, koordinacinė struktūra.

Ar tokie iniciatoriai ir koordinatoriai reikalingi? Gal Energetikos institutas ir pats galėtų būti toks projektų ir tarpinstitucinio bendradarbiavimo iniciatorius?

Anksčiau gana skeptiškai vertinau šį institutą, bet dabar savo nuomonę pakeičiau. Žinant dabartinę šalies mokslo situaciją, kai finansavimo reikalai nėra geriausi, Lietuvos mokslininkų sąjungos institutas padeda sutelkti pajėgas ir bendromis jėgomis gauti geresnį rezultatą, kai sprendžiamos konkrečių projektų užduotys.

Tačiau iš bendros Lietuvos mokslo sistemos šis institutas tarsi iškrinta, jokio valstybės finansavimo jam net ir negalima skirti, nors vykdytų ir geriausius projektus. Net to Instituto darbuotojų lyg ir neišeina vadinti mokslininkais. Akivaizdus paradoksas.

Tai kone visuomeninis darinys, inicijuotas Lietuvos mokslininkų sąjungos; jo darbuotojai dirba ir kitose institucijose. Ilgainiui toks institutas galėtų peraugti į mokslo koordinavimo struktūrą arba privatų mokslo tyrimo centrą. Bet tai labai priklausys nuo to, ar atsiras jaunesnės kartos entuziastų. Manau, kad visai neblogai, kai šalia valstybinės struktūros - mokslo ir technikos komiteto ar agentūros (kokią dabar norima kurti) - yra ir pačių mokslininkų kuriama ir prižiūrima lanksti, dinamiška struktūra. Jeigu žmonės rodo iniciatyvą, kodėl jiems neleisti veikti. Lietuvos mokslui tokie dariniai tik padeda, nes sugeba prieiti prie tarptautinių programų, laimėti projektų finansavimą. Pagaliau suburia atskirų sričių ir institucijų mokslininkus, kurie šiaip gal ir nebūtų susirinkę spręsti bendrų užduočių.

Kad ir saulės energetika: ne paslaptis, kad Lietuvoje buvo vertinama gana skeptiškai. Vis dėlto per Lietuvos mokslininkų sąjungos instituto veiklą kad ir nedideles šios srities Lietuvos pajėgas pavyko sutelkti, ‘prikabinti’ prie tarptautinių programų, kur prisideda ir Energetikos instituto mokslininkai. Rezultatais galėsime džiaugtis visi kartu.

Artimiausios ateities darbaiKaip apibūdintumėte kitus Energetikos instituto artimiausios ateities darbus? Į ką telksite pastangas?

Darbų apimtis tik didės. Auganti patirtis ir kaupiama eksperimentinė bazė sudarys palankesnes sąlygas ženkliai išplėsti mūsų mokslininkų darbus daugelyje su vandenilio energetika susijusių sričių. Mūsų aptartos vandenilio energetikos darbus ypač noriai finansuoja skandinavai. Labai remia norvegai, kurie nuo seno yra vieni svarbiausių vandenilio, naudojant elektrolizės technologijas, gamintojų. Be to, jie sprendžia įvairias vandenilio technologijų kompleksines problemas: kuro elementų kūrimo ir gamybos, vandenilio saugojimo ir t. t. Mums labai naudinga kooperuotis su norvegais. Įkūrus Šiaurės valstybių fondą, kuriuo siekiama paremti Baltijos valstybes, prasidėjo aktyvus mūsų šalių bendradarbiavimas su skandinavais, ir tas procesas tęsiasi. Mūsų doktorantus skandinavai kviečiasi į savo doktorantūras, apmoka išlaidas ir moka stipendijas, apmoka dalyvavimą konferencijose, leidžia naudotis aparatūra, literatūra ir pan. Jiems sudaromos labai geros sąlygos tobulintis, įgyti kvalifikaciją.

Bus daugiau

Kalbėjosi Gediminas Zemlickas