Таня Зиммерманн: "Бид эрчим хүчийг материалжуулахыг хичээж байна"

Энгийн боловч техникийн хувьд маш их эрэлт хэрэгцээтэй санаа нь EMPA-ийн “Агаар мандлыг олборлох” нэртэй шинэ судалгааны санаачилгын үндэс суурь юм.

Газрын тосноос нүүрстөрөгчийг хуванцар полимер, эм, эслэг, түлш болон түүнтэй адилтгах бүтээгдэхүүн гаргаж авахын оронд агаар мандалд удаан хугацаагаар оршдог CO2-ыг ашиглах талаар бодож болно.

Үүний нэг шийдэл нь нэг төрлийн "агаар мандлын тоос сорогч" байж болох бөгөөд үүгээр дамжуулан дэлхийг бүрхсэн хийн хальснаас илүүдэл нүүрстөрөгчийн давхар ислийг арилгах боломжтой.

Уур амьсгалын өөрчлөлтийг хязгаарлахын тулд бид ирээдүйн бохирдуулагч ялгаруулалтыг нөхөх ёстой, мөн түүхэнд гарсан ялгаруулалтыг, магадгүй илүүдэл CO2-ыг дахин боловсруулах замаар нөхөх ёстой.

Энэ сэдвийг судлахад хамгийн тохиромжтой хүн бол Швейцарийн Тун, Сент Галлен, Дюбендорф хотод байрладаг Холбооны Материалын шинжлэх ухаан, технологийн лабораторийн захирал Таня Зиммерманн юм.

Тавин таван жилийн өмнө Гамбург хотод төрсөн тэрээр 2022 оны XNUMX-р сарын XNUMX-нд EMPA-ийн гүйцэтгэх захирлын шинэ үүрэгт ажлаа хүлээн авав: тэрээр Швейцарийн судалгааны чухал байгууллагыг бараг арван гурван жил удирдсан Жиан-Лука Бонагаас ажлаа авсан.

Таня Зиммерманн докторын зэрэг хамгаалсанХансеатик хотын их сургууль 2007 онд целлюлозыг техникийн шинэ хэрэглээнд үндэслэсэн тусгай судалгаандаа зориулж.

2001-2012 оны хооронд тэрээр EMPA болон Швейцарьт целлюлозын нанокомпозитын анхны судалгааны чиглэлийг байгуулжээ. 2011-2017 он хүртэл тэрээр модон материалын хэрэглээний EMPA лабораторийг хариуцаж байсан.

Тэрээр 2017 оны намраас эхлэн тус хүрээлэнгийн удирдлагын гишүүн бөгөөд Функциональ материалын хэлтэсийг хариуцаж, судалгааны зургаан нэгжид 200 орчим ажилтантай: мод, целлюлозоос эхлээд цемент, асфальт зэрэг олон төрлийн материалаар ажилладаг. өндөр үзүүлэлттэй керамикаас эхлээд полимер утас, эрчим хүчний хэрэглээнд зориулагдсан эд анги хүртэл.

Үүний зэрэгцээ тэрээр тойргийн эдийн засаг, нөөцийн үр ашиг, Швейцарийн эрчим хүчний стратегийн үр дүнтэй хэрэгжилт зэрэг сэдвүүд гол үүрэг гүйцэтгэдэг Тогтвортой баригдсан хүрээлэн буй орчны судалгааны төвийн хамтарсан удирдлагыг хүлээн авсан.

Сүүлийн гурван жилийн хугацаанд тэрээр хамтран ажиллагсадтайгаа хамтран компьютер, том өгөгдөлд суурилсан материалын шинжлэх ухааны чиглэлээр суралцах чиглэлийг бий болгож, Лондонгийн Империал коллежтэй хамтран EMPA материал, технологийн роботын төвийг байгуулжээ.

Швейцарийн Холбооны Материалын Шинжлэх Ухаан Технологийн Лабораторийн тэргүүн Таня Зиммерманн энэ асуудал яагаад хамгийн гол нь "ус"-ын асуудал болоод байгаа, үүнийг шийдвэрлэхийн тулд юу хийх хэрэгтэй вэ, ердийн хүлэмж болох нүүрстөрөгчийн давхар ислээс юу гаргаж авч болох талаар тайлбарлав. хий.

Нүүрстөрөгчийн давхар исэл бол нөөц бөгөөд агаар мандал нь түүний ... "миний"
Мартин Акерман: “Уур амьсгалд дасан зохицох уу? Өөрийгөө хамгаал”

Уур амьсгалын хямралыг шийдвэрлэх арга замыг хайж, агаар мандлыг нэг төрлийн "уурхай" болгон ашиглах нь CO2 олборлож, түүнээс үнэт бараа, материал үйлдвэрлэх нь тийм ч том амжилт биш юм. Та хүлээлтийг хангаж чадахгүй байхаас айхгүй байна уу?

"Үнэхээр эдгээр нь яаралтай асуудал юм. Хэдийгээр бид "цэв тэг"-д хүрч, эрчим хүчний шилжилтийг удирдаж чадсан ч агаар мандалд хэт их CO2 байсаар байгаа бөгөөд үүнээс үүдэн мөсөн гол хайлж, цаг агаарын эрс тэс үзэгдлүүд нэмэгдэх зэрэг сөрөг үр дагавартай. Тиймээс яг одоо ажиллаж, үүргээ биелүүлэх нь маш чухал юм. Эдгээр чухал сэдвүүд дээр ажиллах, ялангуяа залуу судлаачдын дунд маш их урам зоригийг би мэдэрч байна. Тиймээс бид өөрсдөдөө өгсөн даалгаврыг хүндэтгэ, үнэхээр тийм; Шийдэл санал болгож чадахгүй байх вий гэсэн айдас, үгүй."

Холбооны Материалын Шинжлэх Ухаан Технологийн Лаборатори болон EAWAG энэ Herculean ажлыг дангаараа гүйцэтгэж чадах уу?

"Мэдээж тийм. Би зөвхөн EAWAG дахь түншүүд, хамт ажиллагсадтайгаа санал нийлж чадна. Холбооны Усны Шинжлэх Ухаан Технологийн Хүрээлэнтэй ийм энгийн бөгөөд үр дүнтэй хамтран ажиллах боломжтой болсон нь үнэхээр гайхалтай. Асуудал нь маш нарийн төвөгтэй тул бид үүнийг зөвхөн хамтдаа, өөрөөр хэлбэл Холбооны Политехникийн салбарын бүх байгууллагуудтай, гэхдээ үүнээс гадна, тэр дундаа олон улсын түвшинд шийдэж чадна. Эцсийн эцэст асуудал хил дээр зогсохгүй. Мөн бодит үр дүнтэй шийдлийг бий болгохын тулд үйлдвэрлэл, төрийн удирдлага, улс төрийн шийдвэр гаргагчдыг эртхэн татан оролцуулах хэрэгтэй. Эхэндээ хэлсэнчлэн бид жижиг зүйл бодохгүй байна” гэж хэлсэн.

Нүүрстөрөгчийн хуримтлал ба хадгалалт: бид CO2-ыг хэрхэн ашиглах ёстой вэ?
CO2-г барьж, хадгалах: цэвэр тэг рүү хүрэх 5 стратеги

Материалын технологийн лаборатори гэдгээрээ EMPA энэ бүхэнд ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ?

"Тогтвортой эрчим хүчний тухайд парадокс гарч ирэх бөгөөд бид үүнийг онцлон тэмдэглэх ёстой: Ирээдүйд фотоволтайк болон бусад ижил төстэй шийдлүүдийг өргөжүүлснээр бид зуны улиралд илүүдэл эрчим хүч, харин өвлийн улиралд хэт бага байх болно. Энэ байдлыг нөхөхийн тулд бид энергийг “материалжуулах”, өөрөөр хэлбэл агаар мандлаас гарч буй СО2-ыг ашиглан устөрөгч, метан зэрэг хадгалагдах химийн энерги зөөгч болгон хувиргахыг хичээж байна!”

Энэ нь биднийг агаар мандлын олборлолтод хүргэдэг ...

"Яг. Бидний алсын хараа бол нүүрстөрөгчийн давхар исэл ялгаруулдаг нийгмээс зохих материал, технологийг хөгжүүлэх замаар нүүрстөрөгчийн давхар ислийг холбогч нийгэм болгон өөрчлөх явдал юм. Энэ бол зайлшгүй шаардлагатай гэдгийг би дахин онцолж хэлье, учир нь эрчим хүчний шилжилтийн дараа ч бид дэлхийн агаар мандлыг сүүлийн хоёр зуун жилд үүсгэсэн CO2-ын бохирдлоос "цэвэрлэх" шаардлагатай хэвээр байх болно. температур".

Blockchain-д нүүрстөрөгчийн давхар ислийг барьж, дахин ашиглах
CO2 төвийг сахисан Швейцарийн өртөг ямар байх вэ?

Ойролцоогоор мөрийн хөтөлбөр чинь юу вэ?

"Бид одоогоор янз бүрийн "тулгуур" дээр ажиллаж байна: СО2 олборлох, түүнийг химийн хувиргалт, эцэст нь нүүрстөрөгчтэй холбох өндөр өртөгтэй материал үйлдвэрлэх технологи. урт хугацаанд. Бионүүрсэд суурилсан дулаалгын материал зэрэг сөрөг ялгаруулалтын технологийн анхны төслүүд EMPA-д аль хэдийн хэрэгжиж эхлээд байна. (дулааны задралаар олж авсан нүүрстөрөгчийн материал, нэгэн зэрэг нэг төрлийн бус, үнэрт болон эрдэс бодисоор баялаг, ред.) мөн CO2-ыг ялгаруулахаас илүүтэйгээр нэгтгэх явцад шингээдэг цементийн төрлүүд. Цаашид санаачилга ирэх жилээс эхлэх төлөвтэй байна. Жишээ нь, би өөрөө судлаачийн суурь дээр үндэслэсэн модны сэдвийг эхлүүлэхийг хүсч байна. Төрөл бүрийн сонирхогч талуудын хооронд анхны хэлэлцүүлэг явагдаж байгаа бөгөөд энэ нь үнэхээр сэтгэл хөдөлгөм."

Та ямар тодорхой асуултуудад хариулах бодолтой байна вэ?

“EMPA-ийн гол зорилго нь нүүрстөрөгчид суурилсан шинэлэг материал болон холбогдох технологийг системийн арга барилаар хөгжүүлэхэд чиглэдэг. Жишээлбэл, CO2-ийн сөрөг ул мөр бүхий шинэ барилгын материал, үйлдвэрлэлийн хэмжээнд үйлдвэрлэх шинэлэг үйлдвэрлэлийн технологи (гэхдээ бусад түүхий эд, жишээлбэл, химийн үйлдвэр), үр ашигтай метанжуулалт, катализаторууд байдаг. нүүрстөрөгчийн давхар исэл, устөрөгчийг метан болгон хувиргах, мөн агаар мандлаас CO2-ыг хамгийн эрчим хүчний хэмнэлттэй "сорох" шинэ үзэл баримтлалууд. Боломжтой бол шугаман бус дугуй хэлбэртэй байх ёстой бүх материал, процессыг бид амьдралынхаа туршид авч үзэх ёстой бөгөөд улам бүр авч үзэх болно ...".

Савангийн хөөс дээрх хиймэл фотосинтезийн шинэ түлш
Барилга байгууламжаас гарах CO2-ыг багасгахын тулд дулааныг газар доор хадгална

Судалгааны шинэ санаачлагуудыг мөн санхүүжүүлэх шаардлагатай. Санхүүжилт хаанаас ирдэг вэ?

"Бид санаачилгаа Холбооны Технологийн Хүрээлэнгийн Зөвлөлөөс авсан "Гарааны тэтгэлэг" болон нөөцийнхөө хөрөнгөөр ​​нийт таван сая орчим франкаар санхүүжүүлэх болно. Мэдээжийн хэрэг, бид гуравдагч этгээдээс, төрийн байгууллагууд болон аж үйлдвэрийн түншүүдээс нэмэлт эх үүсвэр татахыг хүсч байна."

Одоогийн байдлаар энэ чиглэлээр маш их зүйл хийгдэж байна, тухайлбал Ногоон эрчим хүч, хадгалалтын эвсэл (CGES) болон ETH Domain-ийн хамтарсан санаачилгаар. Тэд бүгд адилхан зүйл хийж байгаа юм биш үү?

“Эдгээр бүх санаачилга чухал! Цюрих, Лозанн дахь Холбооны Технологийн хоёр институтын Пол Шеррер институт болон EMPA-тай хамтран хэрэгжүүлдэг томоохон үйл ажиллагаа болох CGES нь тогтвортой эрчим хүчийг хадгалах эсвэл нарны энергийг устөрөгч, метан, метанол зэрэг химийн энерги зөөгч болгон хувиргах чиглэлээр ажилладаг. , Power-to-X процесс гэж нэрлэгддэг. Энд гол анхаарлаа хандуулж байгаа зүйл бол МегаВатын системүүд, өөрөөр хэлбэл манай хөдөлгөөнт үзүүлэн эсвэл платформд холбогдсон арга барилд боловсруулсан зэрэг аж үйлдвэрийн түншүүдтэй одоо байгаа технологиудыг өргөн цар хүрээтэй байршуулах эсвэл өргөжүүлэх явдал юм. ESI (Energy System Integration, ed.) PSI өөрөө. Хэдийгээр "Агаар мандлыг олборлох" төсөлтэй зарим талаараа давхцаж байгаа ч бид эрчим хүчний шилжилтээс цааш бодож, нүүрстөрөгчийн сөрөг материалд суурилсан цоо шинэ дугуй эдийн засгийн тогтолцоог бий болгохоор зорьж байна."

Хонгилоос гарахын тулд дижитал шилжилт ба уур амьсгалын төвийг сахисан байдал
Гантай үед шороон хорхой нүүрстөрөгчийг хадгалахаа больсон

Швейцарь улс энэ салбарт анхдагч үүрэг гүйцэтгэх нь яагаад чухал вэ?

“Швейцарь улс инновацийн чиглэлээр олон улсын хэмжээнд тэргүүлэгч хэвээр байгаа бөгөөд энэ нь үндсэн нөхцөл сайн байгаатай холбоотой юм. Тиймээс бид үргэлжилсэн санаачлагуудын хүрээнд технологи, үзэл баримтлалыг боловсруулж, дараа нь тэдгээрийг хэрэгжүүлж, зах зээлд гаргахад тохиромжтой. Энэ нь Швейцарийн аж үйлдвэрийн олон улсын өрсөлдөх чадварыг улам нэмэгдүүлнэ...".

Мартин Эйхлер: "Нүүрстөрөгчийг барьж, хадгалахад 16,3 тэрбум"
Бүрэн нүүрстөрөгч дээр суурилсан шинэлэг квант технологи