FTMC chemikė Virginija Ulevičienė tapo gamtos mokslų daktare: medienos atliekas panaudojo kurdama katalizatorius efektyvesnei energijos gamybai
FTMC Katalizės skyriaus komanda turi naują gamtos mokslų daktarę. Ja tapo chemikė Virginija Ulevičienė, apgynusi disertaciją „Iš bioatliekų gauti anglies katalizatoriai žemos temperatūros kuro elementams“ (mokslinė vadovė: dr. Loreta Tamašauskaitė-Tamašiūnaitė).
Didėjant energijos poreikiui ir siekiant mažinti aplinkos taršą, ieškoma naujų, efektyvių ir tvarių energijos gamybos technologijų. Viena perspektyviausių krypčių yra kuro elementai – įrenginiai, kurie cheminę energiją tiesiogiai paverčia elektra. Jie veikia panašiai kaip baterijos, tačiau kol nuolat tiekiamas kuras, tol gali gaminti elektros energiją.
Tarp jų išsiskiria tiesioginiai hidrazino kuro elementai, kuriuose naudojamas hidrazinas –skystis, sudarytas iš azoto ir vandenilio atomų. Ši technologija patraukli tuo, kad reakcijos metu susidaro tik azotas ir vanduo, todėl neišskiriamas anglies dioksidas. Be to, naudojant vandenilio peroksidą, kuro elementas gali pagaminti daugiau energijos. Tačiau hidrazino reakcija vyksta gana lėtai, todėl reikia specialių medžiagų – katalizatorių, kurie šią reakciją paspartina ir padeda kuro elementui veikti efektyviau.
Tokiems katalizatoriams dažniausiai naudojami taurieji metalai, tokie kaip platina ar paladis, tačiau jie yra brangūs. Dėl to ieškoma pigesnių ir tvaresnių alternatyvų. Viena iš jų – iš biomasės atliekų pagamintos anglies medžiagos, papildytos azotu ir pereinamaisiais metalais, pavyzdžiui, nikeliu, variu ar kobaltu. Tokios medžiagos gali pasižymėti geromis katalizinėmis savybėmis ir būti draugiškesnės aplinkai.
Dr. Virginija Ulevičienė. Gabrieliaus Mackevičiaus / FTMC nuotr.
Nors ankstesni tyrimai rodo, kad šios medžiagos yra perspektyvios, jų veikimas hidrazino kuro elementuose dar nėra pakankamai ištirtas. Šios užduoties ir ėmėsi Virginija.
„Pagrindinis mano tyrimų tikslas buvo iš medienos atliekų pagamintos aktyvintosios anglies pagrindu sukurti ir ištirti nikelio, kobalto bei vario turinčius katalizatorius, kurie pagerintų hidrazino oksidacijos reakciją. Kitaip tariant, siekiau išsiaiškinti, kokia katalizatorių sudėtis ir savybės leidžia efektyviau išgauti elektros energiją“, – pasakoja FTMC mokslininkė.
Pasak jos, šie tyrimai aktualūs tuo, kad ieškoma alternatyvių būdų gaminti elektros energiją ir mažinti priklausomybę nuo iškastinio kuro. Taip pat labai svarbus žiedinės ekonomikos principas – įmonių bendradarbiavimas. Tai, kas vienai įmonei yra gamybos atliekos, kitai gali tapti vertinga žaliava. Todėl dalijantis ištekliais ir ieškant galimybių panaudoti kitų įmonių šalutinius produktus galima sumažinti naujų žaliavų poreikį, ilgiau išlaikyti medžiagas ekonominėje apyvartoje ir išvengti didelių atliekų kiekių susidarymo.
„Mano tyrimuose šis principas atsispindi panaudojant medienos atliekas aktyvintajai angliai gaminti, kuri vėliau naudojama kuriant katalizatorius. Taigi siekiama ne tik efektyvesnės energijos konversijos, bet ir tvaresnio turimų išteklių panaudojimo“, – sako V. Ulevičienė.
Jai pavyko sukurti ir eksperimentiškai ištirti skirtingus katalizatorius bei nustatyti, kaip jų sudėtis veikia katalizinį aktyvumą.
„Ypač džiugina tai, kad geriausius rezultatus mano tyrimuose parodė kobalto turintis katalizatorius. Tai leidžia manyti, kad tinkamai parinkus aktyviąją medžiagą ir jos sąveiką su anglies pagrindu galima reikšmingai pagerinti hidrazino oksidacijos reakciją. Manau, kad svarbiausias pasiekimas yra ne tik gauti geresnius rezultatus, bet ir geriau suprasti, kokios katalizatorių savybės lemia jų aktyvumą“, – dalijasi naujoji gamtos mokslų daktarė.
FTMC informacija