Cena za vedu a techniku 2018 v kategórii Vedecko-technický tím roka bola udelená tímu pod vedením doc. Ing. Tomáša Brestoviča, PhD., zo Strojníckej fakulty Technickej univerzity v Košiciach, za implementáciu vodíkových technológií v oblasti energetiky a automobilového priemyslu.
Strojnícka fakulta Technickej univerzity v Košiciach zdôrazňuje potrebu zavádzať v rámci vedeckovýskumného procesu nové technológie, a takou je aj vodíková energetika. Na výskum, vývoj a aplikáciu najnovších trendov v oblasti vodíka a vodíkových technológií sa zameriava vedeckovýskumný tím, ktorý tvoria zamestnanci Katedry energetickej techniky Strojníckej fakulty TU v Košiciach. Pri svojom výskume vychádzajú z viac ako 20-ročných skúseností v oblasti vodíkových technológií, ktoré sa dopĺňajú o poznatky nových techník z oblasti programovania a simulačných nástrojov.
Kolektív pod vedením doc. Ing. Tomáša Brestoviča, PhD., navrhol, testoval a overil unikátny systém výroby, uskladnenia a energetického využitia vodíka, jedinečný v rámci Strednej Európy. Veľmi dôležitou zložkou systému vodíkového hospodárstva je skladovanie vodíka. Pri súčasnom rozvoji automobilového priemyslu a širšej aplikácii vodíka, ako paliva v doprave, je kľúčovou podmienkou zvýšenie efektívnosti pri uskladňovaní tohto plynu. Navrhnutý systém akumulácie slnečnej energie vo forme vodíka, ktorý je uvažovaný ako komplexné zariadenie slúžiace k výrobe elektrickej energie na báze kombinácie slnečnej energie a vodíka, je možné prevádzkovať bez zapojenia konvenčných zdrojov energie využívajúcich fosílne a jadrové palivá. Celý systém je z hľadiska napájania a energomanažmentu konštruovaný do ostrovnej prevádzky. Systém výroby, uskladnenia a energetického využitia vodíka je vybavený špičkovou infraštruktúrou (elektrolyzéry, metalhydridové zásobníky, palivové články, fotovoltické panely). Vedecký tím dlhodobo spolupracuje s podnikmi v oblasti výskumu vodíkových technológií a ich využívania v automobilovom priemysle a energetike. Vytvára sa tak optimálna synergia vedomostí a vedeckých skúseností akademickej sféry s uplatňovaním výsledkov v komerčnej sfére, pričom predmet výskumu je priebežne usmerňovaný na základe požiadaviek trhu a získaných znalostí výskumníkov.
Doc. Tomáš Brestovič preberá Cenu za vedu a techniku 2018 z rúk ministerky školstva, vedy, výskumu a športu Martiny Lubyovej
Pri príležitosti udelenia významného ocenenia sme požiadali vedúceho tímu doc. Ing. Tomáša Brestoviča, PhD., o rozhovor.
M. BARTOŠOVIČOVÁ: V rámci Týždňa vedy a techniky tím pod Vašim vedením získal Cenu za vedu a techniku 2018 v kategórii Vedecko-technický tím roka. Čo pre Vás znamená toto ocenenie?
T. BRESTOVIČ: Implementácia výsledkov základného výskumu z oblasti vodíkových technológií do prototypových zariadení je pre náš tím veľkým zadosťučinením, pretože môžeme posunúť hranicu poznania o ďalší krok napred. O to viac je potešujúce, ak si aj okolie uvedomí dôležitosť smerovania nášho výskumu. Získanie ocenenia za vedecko-technický tím roka z rúk pani ministerky školstva je doposiaľ najváženejším a najcennejším ocenením tímu, ktoré nás výnimočne potešilo, a súčasne povzbudilo do ďalšej práce.
Ocenený tím doc. Ing. Tomáša Brestoviča, PhD. zo Strojníckej fakulty Technickej univerzity v Košiciach
M. B.: Ako ste prišli na taký unikátny systém výroby, uskladnenia a energetického využitia vodíka a čo mu predchádzalo?
T. BRESTOVIČ: Vodíkovým technológiám sa na Strojníckej fakulte v Košiciach venujeme už takmer druhé desaťročie a za ten čas sa nám podarilo vybudovať unikátne laboratórium, v ktorom je možné testovať využitie alternatívnych zdrojov energií na produkciu vodíka. Ten je následne uskladnený vo forme metalhydridov pri nízkom tlaku bez nutnosti využitia kompresora, čo zvyšuje energetickú efektívnosť výroby a uskladnenia plynu. Zameriavame sa teda na nekonvenčné spôsoby uskladnenia vodíka, ktoré by mohli umožniť masovejší štart využívania tohto plynu v energetike a v doprave. Vývoj a základný výskum v oblasti nových metalhydridových materiálov v spolupráci s Ústavom materiálového výskumu SAV v Košiciach vedie aj k realizácii nových prototypových zariadení na kompresiu a separáciu vodíka zo syntetických plynov. Sú to zariadenia na ktorých aktuálne intenzívne pracujeme a veríme, že si čoskoro nájdu uplatnenie v technickej praxi. V rámci využívania vodíka máme za sebou aj vytvorenie prototypu modelu automobilu na vodíkový pohon, ktorého pridanou hodnotou je použitie intermetalickej zliatiny pre akumuláciu vodíka pre jeho následné použitie v palivovom článku. Najväčší podiel na svetovej produkcii vodíka má výroba z fosílnych palív, ale iba efektívnou výrobou s využitím alternatívnych zdrojov energie môžeme hovoriť o „zelenom vodíku“, ktorý bude environmentálne prijateľným palivom pre budúcnosť automobilového priemyslu.
M. B.: Kto tvorí Váš tím a aké je odborné zameranie jeho členov?
T. BRESTOVIČ: Tím je zložený zo špičkových pracovníkov Katedry energetickej techniky, ktorí sú dlhodobo zameraní na výskumno-vývojovú činnosť súvisiacu s vodíkovými technológiami. Doc. Ing. Marián Lázár, PhD. sa intenzívne venuje vodíkovým technológiám so zreteľom na uskladnenie vodíka. Jeho vedecké zameranie je zároveň orientované aj na oblasť vysokoteplotného tavenia a splynovania odpadov, s možnosťou produkcie syntetického plynu s vysokým obsahom vodíka. Prof. Ing. Mária Čarnogurská, PhD. sa orientuje na oblasť tepelnej energetiky, obnoviteľných zdrojov energie, pričom je uznávanou odborníčkou v oblasti fyzikálneho modelovania, mechaniky tekutín, termomechaniky a aplikácie numerických matematických metód v praxi. Doc. Ing. Natália Jasminská, PhD. sa intenzívne venuje vodíkovým technológiám so zreteľom na výrobu a uskladnenie vodíka, pričom je odborníčkou v oblasti termodynamiky. Ja sa venuje najmä netradičným spôsobom uskladnenia vodíka a implementáciou metalhydridových materiálov. Súčasne vediem tím v jednotlivých projektoch.
V tíme doc. Tomáša Brestoviča (prvý zľava) sú doc. Marián Lázár, prof. Mária Čarnogurská a doc. Natália Jasminská
M. B.: Spolupracujete aj s odborníkmi na medzinárodnej úrovni alebo ide o slovenské projekty?
T. BRESTOVIČ: Vo veľkej miere ide o slovenské projekty, pričom najdôležitejším partnerom je už spomínaná Slovenská akadémia vied. Experimentálne merania novo vyvinutých materiálov pre uskladnenie vodíka boli realizované na zdroji synchrotrónového žiarenia centra DESY v Hamburgu, ktorých sa zúčastnil náš tím pracovníkov s tímom zo SAV. Ďalšie merania boli realizované na inštitúte pre neklasickú chémiu v Lipsku, takže nie je to celkom domáca záležitosť, ale participujeme na výskume hlavne s výskumnými centrami z Nemecka, ktoré majú bohaté skúsenosti s vodíkovými technológiami.
M. B.: Aké sú možnosti využitia vami navrhnutých technológií v praxi?
T. BRESTOVIČ: Základom výskumu sú uskladňovacie vodíkové systémy, ktoré umožňujú absorpciu vodíka pri relatívne nízkych tlakoch v porovnaní s vysokotlakovými zásobníkmi. Takto vieme uskladniť veľké množstvo vodíka bez nutnosti vynaloženia enormnej energie na navýšenie tlaku vodíka. Metalhydridové materiály je však možné využiť aj na konštrukciu samotných kompresorov, ktoré na zvyšovanie tlaku využívajú absopčno-desorpčný cyklus, alebo na konštrukciu separátorov vodíka zo syntetických plynov. Len budúcnosť ukáže, aké bude ďalšie využitie novo vyvinutých materiálov pre akumuláciu vodíka.
M. B.: Ďakujem Vám za rozhovor. Aj v mene redakcie vám blahoželáme k významnému oceneniu.
Rozhovor pripravila a uverejnila: Marta Bartošovičová, NCP VaT pri CVTI SR
Foto: NCP VaT a z archívu doc. Tomáša Brestoviča