Тања Цимерман: „Покушавамо да 'материјализујемо' енергију"

Једноставна идеја, али изузетно захтевна у техничком смислу, основа је нове истраживачке иницијативе ЕМПА-е под називом „Ископавање атмосфере“.

Уместо издвајања угљеника из нафте за пластичне полимере, лекове, влакна, горива и сличне производе, може се заправо размишљати о коришћењу ЦО2 који је дуго присутан у атмосфери.

Једно решење би могло да буде нека врста "атмосферског усисивача", кроз који би се уклонио вишак угљен-диоксида из филма гаса који обавија планету Земљу.

Да бисмо ограничили климатске промене, морамо да надокнадимо не само будуће емисије загађивача, већ и оне у прошлости, вероватно рециклирањем вишка ЦО2.

Идеална особа са којом се може истражити ова тема је Тања Цимерман, директорка Савезних лабораторија за науку о материјалима и технологију, са канцеларијама у Туну, Сент Галену и Дибендорфу у Швајцарској.

Рођена у Хамбургу пре педесет пет година, преузела је нову улогу генералног директора ЕМПА 2022. јуна XNUMX: преузела је дужност од Ђан-Луке Боне, који је скоро тринаест година био на челу важног швајцарског истраживачког тела.

Тања Цимерман је докторирала одУниверзитет Ханзеатиц Цити 2007. године за своје специфичне студије које су дале основу за нове техничке примене целулозе.

Између 2001. и 2012. створио је прву истраживачку област о целулозним нанокомпозитима у ЕМПА иу Швајцарској. Од 2011. до 2017. године била је одговорна и за ЕМПА лабораторију за примењене дрвене материјале.

Од јесени 2017. године је члан руководства института и одговоран за Одељење за функционалне материјале, које има око 200 запослених у шест истраживачких јединица: баве се мноштвом материјала, од оних на бази дрвета и целулозе до цемента и асфалта, од керамике високих перформанси до полимерних влакана, до компоненти за енергетске примене.

Истовремено, преузео је ко-руковођење Област фокуса истраживања Одрживо изграђено окружење, у којој теме као што су циркуларна економија, ефикасност ресурса и ефикасна имплементација швајцарске енергетске стратегије играју централну улогу.

Током протекле три године, заједно са својим колегама, створио је и област проучавања науке о материјалима засновану на рачунарима и великим подацима и, у сарадњи са Империал Цоллеге Лондон, основао Роботички центар за ЕМПА материјале и технологију.

Тања Цимерман, на челу швајцарских савезних лабораторија за науку о материјалима и технологију, објашњава зашто је то пре свега проблем „воде“, шта је неопходно урадити да би се то решило и шта се може произвести из угљен-диоксида, типичног стакленика гасни.

Угљен-диоксид је ресурс, а атмосфера је његов… „мој“
Мартин Акерман: „Прилагођавање клими? Заштити себе"

Проналажење решења за климатску кризу и коришћење атмосфере као неке врсте „рудника“ за издвајање ЦО2 и производњу драгоцених добара и материјала из њега: ово није подвиг. Зар се не плашите да нећете моћи да испуните очекивања?

„Заиста, ово су хитни проблеми. Чак и ако успемо да достигнемо „нето нулу“ и савладамо енергетску транзицију, још увек има превише ЦО2 у атмосфери, са повезаним негативним последицама, као што су топљење глечера и повећање екстремних временских појава. Због тога је изузетно важно да делујемо сада и учинимо свој део. Осећам велику мотивацију, посебно међу нашим млађим истраживачима, да раде на овим значајним темама. Дакле, поштовање задатка који смо себи дали, апсолутно да; страх да нећемо моћи да понудимо решења, не”.

И да ли Савезна лабораторија за науку о материјалима и технологију и ЕАВАГ могу сами да се изборе са овим херкуловим задатком?

"Апсолутно да. Могу само да се сложим са својим партнерима и колегама у ЕАВАГ-у. Сјајно је моћи сарађивати са Федералним институтом за науку и технологију воде на тако једноставан и ефикасан начин. Проблем је толико сложен да га можемо решити само заједно, односно са свим институцијама Савезног сектора политехнике, али и ван њега, укључујући и на међународном нивоу. На крају крајева, проблем се не зауставља на границама. Такође морамо рано да укључимо доносиоце одлука из индустрије, јавне управе и политике како бисмо створили решења са стварним утицајем. Као што сам рекао на почетку, ми не размишљамо мало."

Сакупљање и складиштење угљеника: како да користимо ЦО2?
Хватање и складиштење ЦО2: 5 стратегија на путу до нуле

Због своје природе лабораторије за технологију материјала, каква је улога ЕМПА-е у свему томе?

„Што се тиче одрживе енергије, десиће се парадокс и морамо га истаћи: у будућности, са ширењем фотонапонских и других сличних решења, лети ћемо имати вишак енергије, а зими премало. Да бисмо компензовали ову ситуацију, покушавамо да 'материјализујемо' енергију, односно да је претворимо у складишне хемијске носиоце енергије, као што су водоник или метан, користећи ЦО2 из атмосфере!”.

Што нас доводи до вађења атмосфере...

"Баш тако. Наша визија је да се трансформишемо из друштва које емитује ЦО2 у друштво које везује угљен-диоксид кроз развој одговарајућих материјала и технологија. И ово је неопходност, још једном то подвлачим, јер ћемо чак и након енергетске транзиције морати да 'очистимо' атмосферу од загађења ЦО2 које смо изазвали у последњих двеста година како бисмо избегли даљи пораст Земљине температура“.

У блокчејну хватање и поновна употреба угљен-диоксида
Колико ће коштати Швајцарска која је неутрална са ЦО2?

Који је ваш оквирни дневни ред?

„Тренутно радимо на различитим 'стубовима', на темељима нашег концепта: екстракција ЦО2, његова хемијска конверзија и, коначно, технологије за производњу материјала високе додане вредности од њега, за које ће угљеник бити повезан. на дуги рок. Први пројекти за технологије негативних емисија, као што су изолациони материјали на бази биоугља, већ су у току у ЕМПА (карбонски материјал добијен термичком деградацијом, истовремено хетероген и богат ароматичним и минералним системима, ур.) и врсте цемента који апсорбују ЦО2 током процеса консолидације уместо да га испуштају. Очекује се да ће даље иницијативе кренути следеће године. На пример, и ја бих желео да покренем тему дрвета, која је заснована на мом пореклу као истраживача. Први разговори између различитих заинтересованих страна су у току и ово је свакако веома узбудљиво."

На која конкретна питања намеравате да одговорите?

„ЕМПА-ин фокус је на развоју иновативних материјала заснованих на угљенику и сродних технологија, све кроз системске приступе. За почетак, на пример, постоје нови грађевински материјали са негативним ЦО2 отиском, иновативне производне технологије за производњу овог другог у индустријском обиму (али и друге сировине, на пример за хемијску индустрију), ефикасна метанација и катализатори за конверзија угљен-диоксида и водоника у метан, као и нови концепти за 'усисавање' ЦО2 из атмосфере на енергетски најефикаснији могући начин. Морамо и све ћемо више разматрати све материјале и процесе у њиховом читавом животном циклусу, који мора бити кружни, а не линеаран, где је то могуће...“.

Нова горива из вештачке фотосинтезе на мехурићима од сапунице
Топлота ускладиштена под земљом за смањење ЦО2 из зграда

Нове истраживачке иницијативе такође треба да буду финансиране. Одакле средства?

„Нашу иницијативу ћемо финансирати 'Стартуп Грант-ом који смо добили од Вијећа савезних технолошких института и средствима из наших резерви, укупно око пет милиона франака. Наравно, желимо да прикупимо и додатна средства од трећих лица, како јавних органа, тако и наших индустријских партнера“.

Тренутно се доста ради у овој области, на пример кроз Коалицију за зелену енергију и складиштење (ЦГЕС) и заједничке иницијативе ЕТХ домена. Зар сви они не раде исто?

„Све ове иницијативе су важне! ЦГЕС, главна активност два Савезна технолошка института у Цириху и Лозани, заједно са Институтом Паул Сцхеррер и ЕМПА, бави се складиштењем одрживе енергије или претварањем, на пример, сунчеве енергије у хемијске носиоце енергије као што су водоник, метан или метанол. , такозвани Повер-то-Кс процес. Фокус је овде на МегаВатт системима, односно на широкој примени или надоградњи постојећих технологија са индустријским партнерима, као што су оне развијене у приступу повезаном са нашим демонстратором мобилности или у платформи ЕСИ (Интеграција енергетског система, ур.) самог ПСИ. Иако постоји извесно преклапање са пројектом „Ископавање атмосфере“, ми већ размишљамо даље од енергетске транзиције и тежимо потпуно новом систему кружне економије, заснованом на материјалима са негативним садржајем угљеника.”

Дигитална транзиција и климатска неутралност за излазак из тунела
У суши, кишне глисте више не складиште угљеник

Зашто је важно да Швајцарска игра пионирску улогу у овој области?

„Швајцарска наставља да буде међународни лидер у иновацијама, углавном због добрих оквирних услова. Стога смо у идеалној позицији да развијамо технологије и концепте у оквиру текућих иницијатива, а затим их примењујемо и пласирамо на тржиште. А ово ће додатно повећати међународну конкурентност швајцарске индустрије...“.

Мартин Ајхлер: „16,3 милијарде за хватање и складиштење угљеника“
Иновативна квантна технологија у потпуности заснована на угљенику