Տանյա Զիմերման. «Մենք փորձում ենք «նյութականացնել» էներգիան»

Պարզ գաղափարը, սակայն տեխնիկական առումով չափազանց պահանջկոտ է EMPA-ի նոր հետազոտական ​​նախաձեռնության հիմքում, որը կոչվում է «Մթնոլորտը հանքարդյունաբերություն»:

Պլաստիկ պոլիմերների, դեղերի, մանրաթելերի, վառելիքի և նմանատիպ ապրանքների համար նավթից ածխածին արդյունահանելու փոխարեն, իրականում կարելի է մտածել մթնոլորտում վաղուց առկա CO2-ի օգտագործման մասին:

Լուծումներից մեկը կարող է լինել մի տեսակ «մթնոլորտային փոշեկուլ», որի միջոցով Երկիր մոլորակը պարուրող գազի թաղանթից կհեռացվի ավելորդ ածխաթթու գազը:

Կլիմայի փոփոխությունը սահմանափակելու համար մենք պետք է փոխհատուցենք ոչ միայն ապագա աղտոտող արտանետումները, այլ նաև պատմական, հնարավոր է ավելցուկային CO2-ի վերամշակմամբ:

Իդեալական մարդը, ում հետ կարելի է ուսումնասիրել այս թեման, Տանյա Ցիմերմանն է՝ Նյութերի գիտության և տեխնոլոգիայի դաշնային լաբորատորիաների տնօրենը, որը գրասենյակներ ունի Շվեյցարիայի Թուն, Սենտ Գալեն և Դյուբենդորֆ քաղաքներում:

Ծնվել է Համբուրգում հիսունհինգ տարի առաջ, նա ստանձնեց իր նոր պաշտոնը որպես EMPA-ի գործադիր տնօրեն 2022 թվականի հունիսի XNUMX-ին. նա ստանձնեց Ջան-Լուկա Բոնայից, որը գրեթե տասներեք տարի ղեկավարում էր շվեյցարական կարևոր հետազոտական ​​մարմնի ղեկը:

Տանյա Զիմերմանը ստացել է իր թեկնածությունըՀանզեական քաղաքային համալսարան 2007 թվականին իր հատուկ ուսումնասիրությունների համար, որոնք հիմք են հանդիսացել ցելյուլոզայի նոր տեխնիկական կիրառման համար:

2001-2012 թվականներին նա ստեղծել է ցելյուլոզային նանոկոմպոզիտների առաջին հետազոտական ​​տարածքը ինչպես EMPA-ում, այնպես էլ Շվեյցարիայում: 2011-ից 2017 թվականներին նա նաև պատասխանատու է եղել կիրառական փայտյա նյութերի EMPA լաբորատորիայում:

2017 թվականի աշնանից նա հանդիսանում է ինստիտուտի ղեկավարության անդամ և պատասխանատու է Ֆունկցիոնալ նյութերի բաժնի համար, որն ունի շուրջ 200 աշխատակից վեց հետազոտական ​​ստորաբաժանումներում. բարձր արդյունավետության կերամիկայից մինչև պոլիմերային մանրաթելեր, մինչև էներգետիկ կիրառման բաղադրիչներ:

Միևնույն ժամանակ, նա ստանձնեց Research Focus Area Sustainable Built Environment-ի համաղեկավարությունը, որտեղ կենտրոնական դեր են խաղում այնպիսի թեմաներ, ինչպիսիք են շրջանաձև տնտեսությունը, ռեսուրսների արդյունավետությունը և Շվեյցարիայի էներգետիկ ռազմավարության արդյունավետ իրականացումը:

Վերջին երեք տարիների ընթացքում, իր գործընկերների հետ, նա նաև ստեղծել է նյութերի գիտության ուսումնասիրության տարածք՝ հիմնված համակարգիչների և մեծ տվյալների վրա և համագործակցելով Լոնդոնի Կայսերական քոլեջի հետ՝ հիմնել է EMPA նյութերի և տեխնոլոգիաների ռոբոտաշինության կենտրոնը:

Շվեյցարիայի Նյութերի գիտության և տեխնոլոգիայի դաշնային լաբորատորիաների ղեկավար Տանյա Ցիմերմանը բացատրում է, թե ինչու է դա առաջին հերթին «ջրի» խնդիր, ինչ է անհրաժեշտ անել դրա դեմն առնելու համար և ինչ կարելի է արտադրել ածխածնի երկօքսիդից՝ տիպիկ ջերմոցից։ գազ.

Ածխածնի երկօքսիդը ռեսուրս է, իսկ մթնոլորտը նրա… «իմն է»
Մարտին Աքերման. «Կլիմայի հարմարվողականությո՞ւնը. Պաշտպանիր քեզ»

Կլիմայական ճգնաժամի լուծումներ գտնելը և մթնոլորտը որպես «ական» օգտագործելը CO2 արդյունահանելու և դրանից թանկարժեք ապրանքներ և նյութեր արտադրելու համար. Չե՞ք վախենում, որ չկարողանաք արդարացնել սպասելիքները։

«Իսկապես, դրանք հրատապ խնդիրներ են։ Նույնիսկ եթե մեզ հաջողվի հասնել «զուտ զրոյին» և տիրապետել էներգիայի անցմանը, մթնոլորտում դեռևս չափազանց շատ CO2 կա՝ դրա հետ կապված բացասական հետևանքներով, ինչպիսիք են սառցադաշտերի հալչումը և ծայրահեղ եղանակային երևույթների աճը: Ուստի չափազանց կարևոր է գործել հիմա և կատարել մեր բաժինը: Ես մեծ մոտիվացիա եմ զգում, հատկապես մեր երիտասարդ հետազոտողների շրջանում՝ աշխատելու այս նշանակալից թեմաներով: Այսպիսով, հարգանք այն առաջադրանքի հանդեպ, որը մենք ինքներս մեզ տվել ենք, բացարձակապես այո; վախ, որ չկարողանանք լուծումներ առաջարկել, ոչ»:

Իսկ Նյութերի գիտության և տեխնոլոգիաների դաշնային լաբորատորիան և EAWAG-ը կարո՞ղ են միայնակ լուծել այս հերկուլեսյան խնդիրը:

"Միանշանակ այո. Ես կարող եմ միայն համաձայնվել EAWAG-ի իմ գործընկերների և գործընկերների հետ: Հիանալի է, երբ կարող ես համագործակցել Ջրային գիտության և տեխնոլոգիաների դաշնային ինստիտուտի հետ նման պարզ և արդյունավետ ձևով: Խնդիրն այնքան բարդ է, որ այն կարող ենք լուծել միայն միասին, այսինքն՝ Դաշնային պոլիտեխնիկական հատվածի բոլոր ինստիտուտների հետ, բայց նաև դրանից դուրս, այդ թվում՝ միջազգային մակարդակով։ Ի վերջո, խնդիրը սահմանների վրա չի կանգնում։ Մենք նաև պետք է վաղաժամ ներգրավենք արդյունաբերության, պետական ​​կառավարման և քաղաքականության որոշումներ կայացնողներին՝ իրական ազդեցություն ունեցող լուծումներ ստեղծելու համար: Ինչպես սկզբում ասացի, մենք փոքր-ինչ չենք մտածում»։

Ածխածնի գրավում և պահպանում. ինչպե՞ս պետք է օգտագործենք CO2:
CO2-ի ներգրավում և պահպանում. 5 ռազմավարություն զուտ զրոյի ճանապարհին

Իր բնույթով, որպես նյութերի տեխնոլոգիայի լաբորատորիա, ո՞րն է EMPA-ի դերն այս ամենում:

«Կայուն էներգիայի հետ կապված պարադոքս է առաջանալու, և մենք պետք է դա մատնանշենք. ապագայում ֆոտոգալվանների և նմանատիպ այլ լուծումների ընդլայնմամբ մենք ամռանը կունենանք ավելորդ էներգիա, իսկ ձմռանը՝ շատ քիչ։ Այս իրավիճակը փոխհատուցելու համար մենք փորձում ենք «նյութականացնել» էներգիան, այսինքն՝ այն վերածել պահեստավորվող քիմիական էներգիայի կրիչների, ինչպիսիք են ջրածինը կամ մեթանը, օգտագործելով մթնոլորտի CO2-ը»։

Ինչը մեզ բերում է մթնոլորտի արդյունահանման…

«Հենց այդպես. Մեր տեսլականն է փոխակերպվել CO2 արտանետող հասարակությունից ածխածնի երկօքսիդը կապող հասարակության՝ համապատասխան նյութերի և տեխնոլոգիաների մշակման միջոցով: Եվ սա անհրաժեշտություն է, ևս մեկ անգամ ընդգծում եմ, որովհետև նույնիսկ էներգետիկ անցումից հետո մենք դեռ պետք է «մաքրենք» մթնոլորտը CO2-ով աղտոտվածությունից, որը մենք առաջացրել ենք վերջին երկու հարյուր տարվա ընթացքում՝ երկրագնդի հետագա աճից խուսափելու համար։ ջերմաստիճանը»:

Blockchain-ում ածխածնի երկօքսիդի ներգրավում և վերաօգտագործում
Որքա՞ն կարժենա CO2-ից չեզոք Շվեյցարիան:

Ո՞րն է ձեր մոտավոր օրակարգը։

«Մենք ներկայումս աշխատում ենք տարբեր «սյուների» վրա՝ մեր հայեցակարգի հիմքերի վրա՝ CO2-ի արդյունահանում, դրա քիմիական փոխակերպում և, վերջապես, դրանից բարձր ավելացված արժեքով նյութեր արտադրելու տեխնոլոգիաներ, որոնց հետ կապվելու է ածխածինը։ դեպի երկարաժամկետ: Բացասական արտանետումների տեխնոլոգիաների առաջին նախագծերը, ինչպիսիք են բիոքարի վրա հիմնված մեկուսիչ նյութերը, արդեն իսկ իրականացվում են EMPA-ում: (ջերմային քայքայման արդյունքում ստացված ածխածնային նյութ, միևնույն ժամանակ տարասեռ և հարուստ արոմատիկ և հանքային համակարգերով, խմբ.) և ցեմենտի տեսակները, որոնք կլանում են CO2 կոնսոլիդացման գործընթացում, այլ ոչ թե ազատում: Ակնկալվում է, որ հետագա նախաձեռնությունները կմեկնարկեն հաջորդ տարի: Օրինակ, ես ինքս կուզենայի սկսել փայտի թեման, որը հիմնված է իմ՝ որպես հետազոտողի կենսագրության վրա: Տարբեր շահագրգիռ կողմերի միջև առաջին քննարկումներն ընթանում են, և սա, անշուշտ, շատ հուզիչ է»:

Ի՞նչ կոնկրետ հարցերի եք մտադիր պատասխանել:

«EMPA-ի ուշադրությունը կենտրոնացած է ածխածնի վրա հիմնված նորարարական նյութերի և հարակից տեխնոլոգիաների զարգացման վրա՝ բոլորը համակարգային մոտեցումների միջոցով: Սկզբից, օրինակ, կան նոր շինանյութեր՝ բացասական CO2 պարունակությամբ, նորարարական արտադրության տեխնոլոգիաներ՝ վերջիններիս արդյունաբերական մասշտաբով արտադրելու համար (բայց նաև այլ հումք, օրինակ՝ քիմիական արդյունաբերության համար), արդյունավետ մեթանացիա և կատալիզատորներ ածխածնի երկօքսիդի և ջրածնի վերածումը մեթանի, ինչպես նաև մթնոլորտից CO2-ը հնարավորինս էներգաարդյունավետ կերպով «ծծելու» նոր գաղափարներ: Մենք պետք է և ավելի ու ավելի կդիտարկենք բոլոր նյութերն ու գործընթացները իրենց ողջ կյանքի ցիկլի ընթացքում, որոնք պետք է լինեն շրջանաձև, քան գծային, որտեղ հնարավոր է…»:

Օճառի պղպջակների վրա արհեստական ​​ֆոտոսինթեզի նոր վառելիքներ
Ջերմությունը պահպանվում է գետնի տակ՝ շենքերից CO2-ը նվազեցնելու համար

Նոր հետազոտական ​​նախաձեռնությունները նույնպես պետք է ֆինանսավորվեն: որտեղի՞ց են գոյանում միջոցները:

«Մենք ֆինանսավորելու ենք մեր նախաձեռնությունը «Սթարթափ դրամաշնորհով», որը ստացել ենք Տեխնոլոգիական դաշնային ինստիտուտների խորհրդից և մեր պահուստների միջոցներով, ընդհանուր առմամբ մոտ հինգ միլիոն ֆրանկ։ Իհարկե, մենք նաև ցանկանում ենք հավելյալ ռեսուրսներ ներգրավել երրորդ կողմերից՝ թե՛ պետական ​​մարմիններից, թե՛ մեր արդյունաբերական գործընկերներից»:

Ներկայումս շատ բան է արվում այս ոլորտում, օրինակ՝ Կանաչ էներգիայի և պահեստավորման կոալիցիայի (CGES) և ETH Domain-ի համատեղ նախաձեռնությունների միջոցով: Մի՞թե նրանք բոլորը նույն բանն են անում։

«Այս բոլոր նախաձեռնությունները կարևոր են։ CGES-ը, որը Ցյուրիխի և Լոզանի երկու դաշնային տեխնոլոգիական ինստիտուտների հիմնական գործունեությունն է Պոլ Շերերի ինստիտուտի և EMPA-ի հետ, զբաղվում է կայուն էներգիայի պահպանման կամ, օրինակ, արևի էներգիայի վերածելով քիմիական էներգիայի կրիչների, ինչպիսիք են ջրածինը, մեթանը կամ մեթանոլը: , այսպես կոչված Power-to-X պրոցեսը։ Այստեղ ուշադրության կենտրոնում են MegaWatt համակարգերը, այսինքն՝ առկա տեխնոլոգիաների լայնածավալ տեղակայումը կամ արդիականացումը արդյունաբերական գործընկերների հետ, ինչպիսիք են՝ մշակված մեր շարժունակության ցուցադրիչի կամ հարթակի հետ կապված մոտեցման մեջ: ESI (Energy System Integration, խմբ.) հենց PSI-ի: Թեև «Մթնոլորտը արդյունահանող» նախագծի հետ որոշակի համընկնումներ կան, մենք արդեն մտածում ենք էներգետիկ անցումից դուրս և նպատակ ունենք ամբողջովին նոր շրջանաձև տնտեսության համակարգի՝ հիմնված ածխածնի բացասական նյութերի վրա»:

Թվային անցում և կլիմայի չեզոքություն՝ թունելից դուրս գալու համար
Երաշտի ժամանակ հողային որդերն այլևս չեն կուտակում ածխածինը

Ինչո՞ւ է Շվեյցարիայի համար կարևոր այս ոլորտում պիոներական դեր խաղալը:

«Շվեյցարիան շարունակում է մնալ նորարարության միջազգային առաջատարը հիմնականում լավ շրջանակային պայմանների շնորհիվ: Հետևաբար, մենք իդեալական դիրքերում ենք՝ զարգացնելու տեխնոլոգիաներ և հայեցակարգեր ընթացիկ նախաձեռնությունների շրջանակներում, այնուհետև դրանք կիրառելու և շուկա հանելու համար: Իսկ դա էլ ավելի կբարձրացնի շվեյցարական արդյունաբերության միջազգային մրցունակությունը...»:

Մարտին Էյխլեր. «16,3 միլիարդ ածխածնի հավաքման և պահպանման համար»
Նորարարական քվանտային տեխնոլոգիա, որն ամբողջությամբ հիմնված է ածխածնի վրա