Тања Цимерман: „Се обидуваме да ја „материјализираме“ енергијата“

Едноставна идеја, но исклучително напорна во техничка смисла, е основата на новата истражувачка иницијатива на EMPA наречена „Рудирање на атмосферата“.

Наместо да се вади јаглерод од нафта за пластични полимери, лекови, влакна, горива и слични производи, всушност може да се размислува за користење на CO2 кој долго време е присутен во атмосферата.

Едно решение би можело да биде еден вид „атмосферска правосмукалка“, преку која ќе се отстрани вишокот на јаглерод диоксид од филмот на гас што ја обвива планетата Земја.

За да ги ограничиме климатските промени, мора да компензираме не само за идните загадувачки емисии, туку и за историските, можеби со рециклирање на вишокот CO2.

Идеалната личност со која може да се истражува оваа тема е Тања Цимерман, директорка на Федералните лаборатории за наука и технологија за материјали, со канцеларии лоцирани во Тун, Сент Гален и Дибендорф во Швајцарија.

Родена во Хамбург пред педесет и пет години, таа ја презеде својата нова улога како извршен директор на EMPA на 2022 јуни XNUMX година: таа ја презеде функцијата од Џан-Лука Бона, кој беше на чело на важното швајцарско истражувачко тело речиси тринаесет години.

Тања Цимерман докторирала одХанзиски градски универзитет во 2007 година за неговите специфични студии, кои обезбедија основа за нови технички апликации на целулоза.

Помеѓу 2001 и 2012 година тој ја создаде првата област за истражување на целулозни нанокомпозити и во EMPA и во Швајцарија. Од 2011 до 2017 година била одговорна и за ЕМПА лабораторијата за применети дрвени материјали.

Од есента 2017 година тој е член на раководството на институтот и одговорен за Одделот за функционални материјали, кој има околу 200 вработени во шест истражувачки единици: тие се занимаваат со мноштво материјали, од оние базирани на дрво и целулоза до цемент и асфалт, од керамика со високи перформанси до полимерни влакна, до компоненти за енергетски апликации.

Во исто време, тој го презеде ко-водството на Истражувачката фокусна област за одржливо изградена средина, во која темите како што се кружната економија, ефикасноста на ресурсите и ефективното спроведување на швајцарската енергетска стратегија играат централна улога.

Во текот на изминатите три години, заедно со неговите колеги, тој исто така создаде област на студии за наука за материјали базирана на компјутери и големи податоци и, во соработка со Империал колеџ во Лондон, го основа Роботичкиот центар за материјали и технологија EMPA.

Тања Цимерман, на чело на Швајцарската федерална лабораторија за наука и технологија за материјали, објаснува зошто тоа е пред сè проблем со „водата“, што е суштинско да се направи за да се справи со него и што може да се произведе од јаглерод диоксид, типична стаклена градина гас.

Јаглерод диоксидот е ресурс, а атмосферата е негова... „моја“
Мартин Акерман: „Климатска адаптација? Заштитете се“

Наоѓање решенија за климатската криза и користење на атмосферата како еден вид „рудник“ за извлекување на CO2 и производство на скапоцени добра и материјали од него: ова не е никаков подвиг. Зарем не се плашите дека не можете да ги исполните очекувањата?

„Навистина, ова се итни проблеми. Дури и ако успееме да достигнеме „нето нула“ и да ја совладаме енергетската транзиција, сè уште има премногу CO2 во атмосферата, со неговите поврзани негативни последици, како што се топењето на глечерите и зголемувањето на екстремните временски феномени. Затоа е исклучително важно да дејствуваме сега и да го направиме нашиот дел. Чувствувам голема мотивација, особено кај нашите помлади истражувачи, да работат на овие значајни теми. Значи почитување на задачата што си ја дадовме, апсолутно да; страв да не можам да понудам решенија, не“.

И дали Федералната лабораторија за наука и технологија за материјали и EAWAG можат сами да се справат со оваа херкулова задача?

"Апсолутно да. Можам да се согласам само со моите партнери и колеги во EAWAG. Прекрасно е да можеш да соработуваш со Федералниот институт за водена наука и технологија на толку едноставен и ефикасен начин. Проблемот е толку сложен што можеме да го решиме само заедно, односно со сите институции на Сојузниот политехнички сектор, но и надвор од него, вклучително и на меѓународно ниво. На крајот на краиштата, проблемот не застанува на границите. Исто така, треба рано да ги вклучиме носителите на одлуки од индустријата, јавната администрација и политиката за да генерираме решенија со вистинско влијание. Како што реков на почетокот, не размислуваме за мали“.

Зафаќање и складирање на јаглерод: како треба да користиме CO2?
Фаќање и складирање на CO2: 5 стратегии на патот до нето нула

Поради својата природа како лабораторија за технологија на материјали, каква е улогата на EMPA во сето ова?

„Во однос на одржливата енергија, ќе се случи еден парадокс и мора да го истакнеме: во иднина, со проширување на фотоволтаиците и други слични решенија, ќе имаме вишок енергија во лето, но премалку во зима. За да ја компензираме оваа ситуација, се обидуваме да ја „материјализираме“ енергијата, односно да ја претвориме во складишни хемиски носители на енергија, како што се водород или метан, користејќи CO2 од атмосферата!“.

Што нè доведува до екстракција на атмосферата…

„Токму така. Нашата визија е да се трансформираме од општество што емитува CO2 во општество што го врзува јаглерод диоксидот преку развој на соодветни материјали и технологии. И ова е неопходност, го подвлекувам уште еднаш, бидејќи и по енергетската транзиција сè уште ќе треба да ја „чистиме“ атмосферата од загадувањето со CO2 што го предизвикавме во последните двесте години за да избегнеме понатамошен пораст на земјината температура“.

Во блокчејн фаќање и повторна употреба на јаглерод диоксид
Која ќе биде цената на Швајцарија со неутрална CO2?

Која е вашата приближна агенда?

„Во моментов работиме на различните „столбови“, на темелите на нашиот концепт: екстракција на CO2, неговата хемиска конверзија и, конечно, технологиите за производство на материјали со висока додадена вредност од него, со кои јаглеродот ќе биде поврзан. на долг рок. Во ЕМПА веќе се во тек првите проекти за технологии за негативни емисии, како што се изолационите материјали базирани на биојадро (јаглероден материјал добиен со термичка деградација, во исто време хетероген и богат со ароматични и минерални системи, ед.) и видови на цемент кои апсорбираат CO2 за време на процесот на консолидација наместо да го ослободуваат. Дополнителни иницијативи се очекува да започнат следната година. На пример, јас самиот би сакал да ја започнам темата за дрво, која се базира на мојата позадина како истражувач. Првите дискусии меѓу различните заинтересирани страни се во тек и ова е секако многу возбудливо“.

На кои конкретни прашања имате намера да одговорите?

„Фокусот на EMPA е на развојот на иновативни материјали базирани на јаглерод и сродни технологии, сето тоа преку системски пристапи. За почеток, на пример, постојат нови градежни материјали со негативен отпечаток на CO2, иновативни производствени технологии за производство на второто на индустриско ниво (но и други суровини, на пример за хемиската индустрија), ефикасна метанизација и катализатори за конверзија на јаглерод диоксид и водород во метан, како и нови концепти за „вшмукување“ на CO2 од атмосферата на енергетски најефикасен можен начин. Мораме и сè повеќе ќе ги разгледуваме сите материјали и процеси во целиот нивен животен циклус, кои мора да бидат кружни наместо линеарни, каде што е можно...“.

Нови горива од вештачка фотосинтеза на меурчиња од сапуница
Топлина складирана под земја за да се намали CO2 од зградите

Треба да се финансираат и нови истражувачки иницијативи. Од каде се средствата?

„Ќе ја финансираме нашата иницијатива со „Грантот за стартување“ што го добивме од Советот на Федералните институти за технологија и со средства од нашите резерви, вкупно околу пет милиони франци. Се разбира, сакаме да собереме и дополнителни ресурси од трети страни, како од јавните тела, така и од нашите индустриски партнери“.

Во моментов многу се прави во оваа област, на пример преку Коалицијата за зелена енергија и складирање (CGES) и заеднички иницијативи на доменот ETH. Нели сите го прават истото?

„Сите овие иницијативи се важни! CGES, главна активност на двата Федерални институти за технологија во Цирих и Лозана, заедно со Институтот Пол Шерер и EMPA, се занимава со складирање на одржлива енергија или претворање, на пример, сончева енергија во хемиски носители на енергија како што се водород, метан или метанол. , таканаречениот процес Power-to-X. Фокусот овде се MegaWatt системи, т.е. распоредување во големи размери или зголемување на постојните технологии со индустриски партнери, како што се оние развиени во пристапот поврзан со нашиот демонстратор за мобилност или во платформата ESI (Енергетска интеграција на системот, уред.) на самиот PSI. Иако има одредено преклопување со проектот „Рудирање на атмосферата“, ние веќе размислуваме надвор од енергетската транзиција и се стремиме кон целосно нов систем на кружна економија, базиран на јаглерод-негативни материјали“.

Дигитална транзиција и климатска неутралност за излез од тунелот
Во суша, дождовните црви повеќе не складираат јаглерод

Зошто е важно Швајцарија да игра пионерска улога во оваа област?

„Швајцарија продолжува да биде меѓународен лидер во иновациите, главно поради добрите рамковни услови. Затоа, ние сме идеално позиционирани да развиваме технологии и концепти во рамките на тековните иницијативи, потоа да ги применуваме и да ги донесеме на пазарот. И ова дополнително ќе ја зголеми меѓународната конкурентност на швајцарската индустрија...“.

Мартин Ајхлер: „16,3 милијарди за зафаќање и складирање јаглерод“
Иновативна квантна технологија целосно базирана на јаглерод