Znanost in tehnologija

Slovenski raziskovalec zasnoval učinkovitejši in pol cenejši katalizator

Ljubljana, 16. 05. 2019 10.37 |

PREDVIDEN ČAS BRANJA: 5 min

Slovenski raziskovalec je zasnoval katalizator za vodikove gorivne celice, ki je bolj učinkovit in pol cenejši od obstoječih. Prav tako je odkril tudi nov postopek za njegovo izdelavo. Za inovaciji so na Kemijskem inštitutu podali patentni prijavi.

Inovaciji mladega raziskovalca na Kemijskem inštitutu Matije Gatala bi lahko pohitrili razvoj in množično uporabo vodikovih tehnologij, ki bodo igrale pomembno vlogo pri prehodu v brezogljično družbo.

Matija Gatalo s svojo inovacijo.
Matija Gatalo s svojo inovacijo. FOTO: Kemijski inštitut

Vodikove gorivne celice so tehnologija, ki ob prisotnosti katalizatorja pretvarjajo vodik in kisik iz zraka v električno energijo. Pri tem ne prihaja do emisij ogljikovega dioksida in drugih škodljivih izpuhov, saj je edini stranski produkt voda. Uporaba vodikovih gorivnih celic bo zato igrala izjemno pomembno vlogo v boju proti podnebnim spremembam in zmanjšanju emisij toplogrednih plinov.

Vodikove gorivne celice skupaj z baterijami ponujajo okolju prijazno alternativo konvencionalnim motorjem z notranjim izgorevanjem in uporabo v mnogih industrijah. Po besedah Gatala je tehnologija zanimiva za mnoge oblike transporta, kot so avtomobili, ladje, letala, tovornjaki, avtobusi, pa tudi namesto dizelskih agregatov ali večjih generatorjev električne energije za decentralizirano proizvodnjo elektrike v domovih.

Visoki stroški glavna ovira za razširjenost vodikovih tehnologij

Ena izmed glavnih ovir za razširjeno uporabo vodikove tehnologije je bila cena katalizatorja, ki ima ključno vlogo pri pretvorbi vodika v električno energijo. Edini katalizatorji, ki izkazujejo dovolj visoko učinkovitost in stabilnost pri tej pretvorbi, namreč trenutno vsebujejo velike količine drage in dragocene plemenite kovine – platine.

Prah katalizatorja, ki je inovacija Matije Gatala.
Prah katalizatorja, ki je inovacija Matije Gatala. FOTO: Kemijski inštitut

Ravno visoka cena katalizatorja je po mnenju Gatala zavirala bolj množično uporabo vodikovih tehnologij, kar bi se z njegovima inovacijama lahko spremenilo. Slovenski raziskovalec je namreč problem visokih stroškov rešil z razvojem novega katalizatorja, ki vsebuje pol manj platine kot obstoječi katalizatorji, ter posebnega nanotehnološkega postopka, s katerim je mogoče ta material proizvajati v velikih količinah. Za inovaciji so na Kemijskem inštitutu podali tudi patentni prijavi.

Cenejši in bolj učinkovit katalizator

Dosežek je prepoznala tudi ljubljanska univerza, ki je skupini snovalcev procesa priprave katalizatorjev podelila glavno rektorjevo nagrado za inovativen proces priprave katalizatorjev.

Katalizator, ki ga je razvil Gatala, je dvakrat cenejši in od tri- do štirikrat bolj učinkovit kot drugi katalizatorji, ki so trenutno na trgu. Katalizator, ki je videti kot črn prah, predstavlja zlitino dveh kovin – drage platine ter bistveno cenejšega bakra.

Na trgu sicer že obstaja katalizator z zlitino, ki pa količino platine zmanjša za zgolj 10 odstotkov, medtem ko je v zlitini slovenskega raziskovalca kar za polovico manj platine, kot je najdemo v obstoječih katalizatorjih.

Z zmanjšanjem količine platine se strošek gorivnih celic katalizatorja, ki je doslej predstavljal skoraj polovico vseh stroškov izdelave sistema vodikove gorivne celice, precej zmanjša. Dosežek bi lahko pomembno spodbudil uporabo vodikovih tehnologij, saj je bila doslej ovira za to ravno cena katalizatorja. Gatalo se nadeja, da bodo v prihodnje lahko količino platine v katalizatorju in posledično vodikovi gorivni celici še zmanjšali.

Katalizator za vodikove gorivne celice.
Katalizator za vodikove gorivne celice. FOTO: Kemijski inštitut

Ob vgradnji katalizatorja v gorivno celico je sicer mogočih še veliko drugih inovacij, a je preboje težko pričakovati brez vložka tako velikih korporacij kot tudi držav, je poudaril Gatalo. "Na tem nivoju se namreč pri stroških zelo hitro pojavi kakšna dodatna ničla in vsekakor potrebuješ multidisciplinarne rešitve (kemiki, inženirji, strojniki, IT) in ne revolucije posameznikov."

Bolj fleksibilen in preprost postopek izdelave katalizatorja

Druga inovacija pa je do zdaj še neznan proces, ki omogoča pripravo katalizatorjev za vodikove gorivne celice z izjemnimi lastnostmi, kot tudi drugih tipov katalizatorjev in produktov iz plemenitih kovin. Nov postopek bi lahko po besedah Gatala bistveno pohitril proizvodnjo in razvoj tovrstnih materialov.

Njihov postopek je bistveno bolj fleksibilen in enostavnejši od edinega postopka, ki je trenutno uporaben v industriji, hkrati pa je energetsko sprejemljiv. Postopek pa ni primeren le za gorivne celice, temveč tudi za pripravo drugih materialov, ki so zanimivi ne le za izdelavo katalizatorjev, temveč tudi za senzorje.

Inovaciji kombinacija starega znanja in novih povezav

Za inovaciji so po besedah Gatala izkoristili staro znanje ter v njem našli nove povezave, ki jih ni doslej odkril še nihče. Po oceni mladega raiskovalca je k uspehu pripomoglo tudi dejstvo, da je imel pri raziskovanju pod mentorstvom Mirana Gaberščka in Marjana Beleta na Odseku za kemijo materialov Kemijskega inštituta zelo proste roke ter da ni "bil vezan na nič drugega kot lastno zastavljene mejnike ter lastno vizijo". Sam namreč močno verjame v pomen raziskav, ki jih vodi radovednost, kar pa pri številnih projektih zaradi že zastavljenih ciljev ponavadi izzveni.

V. d. vodje pisarne za prenos znanja na Kemijskem inštitutu Tomaž Bizjak je povedal, da je področje energije in iskanje alternativnih virov energije eno izmed ključnih raziskovalnih področij in v to smer se bo inštitut razvijal še naprej. Slovenija bi po njegovem mnenju te tehnologije morala prepoznati kot strateške ter jih ne omejevati, temveč spodbujati. "Tu imamo prebojne raziskave, zaradi katerih se lahko vključimo v svetovno tekmo in jo tudi vodimo."

Odziv industrije

Ekonomski potencial inovacij je že prepoznala tudi industrija. Gatalo z ekipo raziskovalcev namreč že sodeluje s slovenskim podjetjem Mebius, ki katalizator uporablja za izdelavo osrčja vodikove gorivne celice – membransko elektrodnega sklopa (MEA), kjer poteka pretvorba vodika in kisika v električno energijo.

Veliko je tudi zanimanja za testiranje novega katalizatorja, ki ga trenutno testirajo na skupno sedmih lokacijah po svetu. Pred kratkim so podpisali tudi sporazum o prenosu materiala z dvema izmed vodilnih mednarodnih podjetij na trgu katalizatorjev in plemenitih kovin, ki so po besedah Bizjaka "kot Nike ali Adidas na področju športne opreme."

Avtomobilska industrija

Vodikove tehnologije se še ne proizvajajo množično, so pa tik pred tem, saj na tem področju že potekajo številni pilotni projekti ter proizvodnje manjših serij.

Trenutno so komercialno dostopni modeli osebnih avtomobilov na vodikove gorivne celice denimo Hyundai Nexo, Toyota Mirai in Honda Clarity. Tovrstnih vozil izdelajo le nekaj sto do tisoč na leto, množične proizvodnje pa zaradi visoke cene tehnologije in nizkega povpraševanja na trgu še ni, je dejal Gatalo, ki se nadeja, da bo njihova inovacija ta problem končno rešila.

KOMENTARJI (25)

Opozorilo: 297. členu Kazenskega zakonika je posameznik kazensko odgovoren za javno spodbujanje sovraštva, nasilja ali nestrpnosti.

ROMELS
17. 05. 2019 08.49
+4
Tovarniška cena rezervnega dela za avto npr. 5 evrov, serviser v delavnici pa ta isti izdelek zaračuna 60 evrov.
kakafonijaprava
17. 05. 2019 07.35
+3
Bojo potem dizli ostali?
asatan1986
16. 05. 2019 21.16
+13
Zakaj tip iz pisarne stoji in je poudarjen na sliki in izgleda, kot da je on avtor tega uspeha? Sicer pa iskrene čestitke Matiji in ekipi za uspeh.
0OO7
16. 05. 2019 17.58
+2
Tzv. novinarju D.F.: Ali se vam v članku o mučenju mačke ne zdi logično, da bi zapisali, kaj je bil tisti zloglasni rob, da gre o mučenju. O kakšnem robu je beseda, če so že komentarji tam, kako pričakovano, spet zaprti???
Militos
16. 05. 2019 14.46
+7
Na sliki sta 2. Kateri je glavca?
ONLY FACTS
16. 05. 2019 15.02
+7
Če moraš res vprašat potem res nisi preveč bistre glave
oježeš
17. 05. 2019 09.39
+2
Delavca vedno pokažejo nekoliko manjšega!
Neutrino
16. 05. 2019 14.31
-18
Se pravi da ni tople vode odkril, saj platna kot edini še vedno znani element edina uspešno opravi katalizo večine spojin pri . Pol manj platine pomeni le namesto treh le en oz dva sloja nano nanosa na površino. Seveda je treba potem računati tudi z nekoliko slabšim izkoristkom
jakec1575
16. 05. 2019 14.20
+24
Kemijski institu bi pocasi rabil resno varnostno sluzbo, ki ne bo varovala samo objektov ampak tudi zaposlenih. kjer gre lahko za desetine mrd evrov izgub na eni strani in dobickov na drugi je treba paziti tudi na ljudi.
wolfterier
16. 05. 2019 16.32
+6
Če je to res,bo Akrapovič hitro začel proizvodnjo !
aist
16. 05. 2019 14.19
+13
Vrjetno ga že obdelujejo ameriški agenti.
jakec1575
16. 05. 2019 14.18
+7
Kitajci se pozvizganjo sicer na patente. Če bodo tovarne tam, bo od biznisa malo.
jakec1575
16. 05. 2019 14.18
+18
Desetine mrd Upam, da dobro prodajo oz. se zmenijo za %. Če jim to rata, kemijski institut ne rabi niti enega razpisa za financiranje vec. :) Noro. Noro.
brabusednet
16. 05. 2019 14.02
+13
Kordež in Mesec ga bosta dobro obdavčila,da bo človek obupal in v tujino odšel.Saj levičarji take pametne smatrajo za državne sovražnike.Tako se obnašajo in govorijo.
zagor2
16. 05. 2019 14.45
-2
tornadotex
16. 05. 2019 13.40
+32
Pazite,ker znajo inovacijo Amerosi zopet ukrast,kot takrat z liti.ionskimi baterijami.Moje mnenje:Upam,da je že patentirano in to vsaj na dveh koncih,šele potem razširite po medijih in to tako močno,da se ve kaj je od koga...pa tudi to ni garant...
Bikoborec
16. 05. 2019 13.58
+2
mk67
16. 05. 2019 16.16
+3
Patent priznajo le, če zadeva še ni bila nikjer predstavljena (pred oddajo vloge za patent).
CityApp Cmart Cities
16. 05. 2019 12.54
+37
Čestitke. Pa čimprej podpisat pogodbo in začet služit, da ne bo inovacija ostala v predalu.
mastablasta
16. 05. 2019 12.51
+34
problem je za koliko se bo to prodalo. verjetno je vredno miljarde, če se proda za nekaj miljonov je to brezveze. drugače pa čestitam! s Sloveniji imamo tako kot v športu tudi v znanosti precej nadpovprečnih posameznikov. ampak tega res ne znamo prodati. pododbno kot se v gospodarstvu ne ceni ljudi z znanjem in delavnostjo. tu so uradniki v pisarnah. ko gredo isti ljudje v tujino pa so skoraj takoj "ta glavni" zaradi sposobnosti in znanja.
Justiceiscoming81
16. 05. 2019 12.45
+43
Dragi 24 ur, zakaj ni recimo ta novica na vaši naslovnici na VELIKO ZAPISANO. To so novice, ki jih zelo radi beremo
lumpimonster
16. 05. 2019 12.39
+7
Zdj pa hitro v titroo zrihtaj,preden ti slovenija zapleni/obdavči in proda tujcem
Justiceiscoming81
16. 05. 2019 12.31
+31
BRAVO! To je to inovacija, ki lahko dejansko spremeni svet... Sedaj pa upajmo da ga naftni lobi oz naftno podjetje ne kupi in uniči izum.
Kolani
16. 05. 2019 11.54
+60
Lahko rečem samo, BRAVO. Upam, da država spet ne bo zamočila, kot je to pri nas v navadi.
0OO7
16. 05. 2019 13.41
-1

Piškotki

To spletno mesto uporablja piškotke. S piškotki zagotavljamo boljšo uporabniško izkušnjo, enostavnejši pregled vsebin, analizo uporabe, oglasne sisteme in funkcionalnosti. S klikom na »Strinjam se« dovoljuješ vse namene obdelave. Posamezne namene pa lahko izbiraš in urejaš s klikom na »Nastavitve piškotkov«. Več o piškotkih lahko prebereš tukaj.

Omogoči uporabo piškotkov za ogled video vsebin, za boljše delovanje in napredno oglaševanje in si ob pregledu vsebin zagotovi optimalno uporabniško izkušnjo. S klikom na »Strinjam se« dovoljuješ vse namene obdelave. Posamezne namene pa lahko izbiraš in urejaš s klikom na »Nastavitve piškotkov«. Več o piškotkih lahko prebereš tukaj.