Otwórz schowek Brak ulubionych odcinków
Wodór – czy to tania, ekologiczna i bezpieczna alternatywa dla ropy? [E156]

Wodór – czy to tania, ekologiczna i bezpieczna alternatywa dla ropy? [E156]

Pobierz Dodaj do ulubionych

Udostępnij odcinek

Pobierz Dodaj do ulubionych

Udostępnij odcinek

Dodaj do ulubionych
Pobierz odcinek

Udostępnij odcinek

Gość odcinka

Prof. Mariusz Krawiec

Prof. Mariusz Krawiec

Kierownik Katedry Fizyki Powierzchni i Nanostruktur w Instytucie Fizyki na Wydziale Matematyki, Fizyki i Informatyki Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie. Zainteresowania naukowe: strukturalne i elektronowe właściwości układów niskowymiarowych, zjawiska kwantowe w nanostrukturach, nowe materiały (silicen, grafen, izolatory topologiczne, struktury metaliczne na powierzchniach wicynalnych), molekuły na powierzchniach.

Kto pamięta poruszany już w Radiu Naukowym arcyciekawy temat materiałów kwantowych? Gość dzisiejszego odcinka, prof. Mariusz Krawiec, w swojej pracy łączy dwie z najgorętszych obecnie technologii: właśnie materiały kwantowe i technologie wodorowe. W tym roku otrzymał na to dwumilionowy grant Narodowego Centrum Nauki.

Co sprawia, że naukowcy analizują właśnie wodór jako paliwo przyszłości? – Przede wszystkim jest go bardzo dużo – wyjaśnia mój rozmówca. – Do tego jest ekologiczny: w wyniku spalania wodoru powstaje zwykła woda, nic więcej – dodaje. Oczywiście, próbuję profesora podejść z lewa czy prawa – musi być jakiś haczyk. Na wszystkie wątpliwości wyczerpująco odpowiada.

Prof. Mariusz Krawiec, w tle maszyneria do produkcji silicenu – dwuwymiarowego krzemu

Rozmawiamy o różnych, mniej lub bardziej ekologicznych metodach produkcji wodoru (dowiecie się, dlaczego bezbarwny wodór w mediach określa się jako szary, turkusowy, zielony czy różowy), pytam też o zagrożenia związane ze spalaniem wodoru (przecież to skrajnie wybuchowe!) oraz o sposoby wykorzystywania i magazynowania.

Właśnie w związku z magazynowanie wodoru wkraczają materiały kwantowe. – Magazynowanie z wykorzystaniem materiałów dwuwymiarowych to jedna z bardziej obiecujących dróg, które obecnie są rozważane – opowiada fizyk. Czy to znaczy, że jest jednym z naukowców pracujących nad grafenem? Otóż nie. Potencjalne zbiorniki na wodór będą bowiem… z silicenu. – To krzemowy odpowiednik grafenu – wyjaśnia naukowiec.

Właściwości elektronowe ma bardzo podobne, ale nie układa się w idealny plaster miodu jak grafen. Struktura atomowa silicenu przypomina bardziej wytłaczankę do jajek. Do czego jeszcze można wykorzystać taki materiał? – Z silicenem wiąże się bardzo duże nadzieje, jeśli chodzi o przyszłą elektronikę – wskazuje profesor.

Z tego odcinka dowiecie się, jak w warunkach laboratoryjnych powstaje epitaksjalny silicen (oraz cóż znaczy ten tajemniczy przymiotnik), jakie jeszcze wymyślono sposoby jego zastosowania, co to jest „klątwa Landaua” i kiedy została przełamana, czy lepiej napędzać wodorem autobus, czy samochód osobowy, jak jeszcze można magazynować wodór i czy można by nim „napalić w kominku”.

Profesor Krawiec jest kierownikiem Katedry Fizyki Powierzchni i Nanostruktur w Instytucie Fizyki na Wydziale Fizyki, Matematyki i Informatyki UMCS w Lublinie.

Rozmowę nagrałam w czasie ósmej podróży Radia Naukowego. Podróże są możliwe dzięki wsparciu na patronite.pl/radionaukowe. Liczy się każde wsparcie, w grupie siła!

PEŁNA TRANSKRYPCJA

Mariusz Krawiec: Próbuje się teraz wykorzystać wodór jako paliwo w silnikach spalinowych. Te silniki nie wymagają sporych przeróbek. Czyli to, czym dysponujemy teraz, moglibyśmy ewentualnie zastosować.

Karolina Głowacka: To by było naprawdę coś – przerobić zwykłe spalinówki w istniejących już samochodach na silniki napędzane wodorem. Powietrze w miastach stałoby się czystsze, bo produktem spalania wodoru jest woda i nie musielibyśmy się oglądać na naftowe potęgi. Czy to właśnie wodór okaże się paliwem przyszłości? I co do tego mają materiały kwantowe? Karolina Głowacka – dzień dobry, cieszę się, że tu jesteście. To jest Radio Naukowe – podcast o nauce z naukowcami. Jeśli podoba ci się jakość moich audycji, możesz mnie wesprzeć dobrowolną wpłatą na patronite.pl/radionaukowe. Bardzo dziękuję. A tymczasem odcinek numer sto pięćdziesiąt sześć. Zaczynamy.

***

K.G.: Radio Naukowe w podróży. Jestem u pana profesora Mariusza Krawca. Dzień dobry, panie profesorze.

M.K.: Dzień dobry.

K.G.: Pan profesor jest kierownikiem Katedry Fizyki Powierzchni i Nanostruktur, Instytut Fizyki, Wydział Matematyki i Informatyki Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie. I to, czym się pan zajmuje, to jest coś, co łączy dwie bardzo gorące obecnie technologie. Rzecz jest zupełnie fascynująca, ponieważ pan profesor zajmuje się materiałami dwuwymiarowymi, materiałami kwantowymi i technologiami wodorowymi. Tego dotyczy projekt Epitaksjalny silicen jako platforma do magazynowania wodoru w fazie stałej, na który pan profesor uzyskał grant Opus 23 Narodowego Centrum Nauki. I przyznaję, że to ten grant mnie do pana w pierwszej kolejności sprowadził. Po pierwsze gratulacje, bo to kawał finansowania – zdaje się, że dwa miliony.

M.K.: Dziękuję bardzo.

K.G.: Potem pana wypytam, dlaczego tyle kosztują te rzeczy techniczne, myślę, że to też jest bardzo ciekawe. Zacznijmy od wodoru. Wodór jako to megainteresujące paliwo przyszłości, gdzieś tam krążące w przestrzeniach medialnych jako konkurencja dla silników elektrycznych i takich na baterie, klasycznych. Chcecie magazynować go w fazie stałej. Interesujący jako paliwo, bo? Dlaczego jest taki fajny?

M.K.: Jest kilka problemów z tym związanych. Po pierwsze musimy powoli myśleć o odchodzeniu od paliw kopalnych.

K.G.: Chyba nawet nie powoli.

M.K.: To zależy od skali czasowej. Ja pracuję z materiałami, w których te skale czasowe są bardzo małe, więc mówię „powoli”, natomiast myśląc o życiu codziennym, rzeczywiście, ten problem jest dosyć naglący. Dlatego, że za około czterdzieści, pięćdziesiąt lat skończą nam się podstawowe surowce kopalne, takie jak gaz ziemny czy ropa naftowa. Węgiel kamienny jeszcze nam posłuży do przyszłego wieku, ale też niestety się skończy. Dochodzą do tego jeszcze kwestie klimatyczne dlatego, że z wydobyciem i z wykorzystaniem paliw kopalnych wiąże się też bardzo duża synteza gazów cieplarnianych, które nie pozostają bez wpływu na naszą planetę. Wodór jest alternatywą do tego. Oczywiście są też inne możliwości produkcji energii, ale wodór jest wykorzystywany czy myśli się o jego wykorzystywaniu dlatego, że przede wszystkim jest go bardzo dużo. To jest najbardziej rozpowszechniony pierwiastek na świecie. Oczywiście on jest związany w różnych związkach chemicznych, dlatego musimy go w jakiś sposób pozyskać, żeby mieć paliwo wodorowe. Wspomniałem już o paliwie wodorowym dlatego, że jedna z definicji wodoru jest taka, że to jest paliwo przyszłości. Jest w tym dużo prawdy dlatego, że wodór przede wszystkim ma dosyć dużą wartość opałową. Mianowicie z jednego kilograma wodoru możemy uzyskać około trzydziestu trzech kilowatogodzin energii. To jest dosyć dużo, to jest mniej więcej trzy razy więcej niż z gazu ziemnego czy z ropy naftowej. Więc w tym kontekście to jest bardzo dobra rzecz. Druga sprawa jest taka, że wodór jest bardzo ekologiczny, bo w wyniku jego spalania powstaje zwykła woda, nic więcej. Nie mamy żadnych gazów cieplarnianych, żadnych szkodliwych substancji, tylko zwykłą wodę. Więc to są takie czynniki, które powodują, że myśli się o tym wodorze jako paliwie przyszłej generacji. Wodór można wykorzystać do produkcji energii w kontekście transportu, w kontekście użytkowania tego paliwa w różnego rodzaju pojazdach. I tu można w zasadzie wykorzystać to na dwa sposoby. Pierwszy – jako składnik do ogniw paliwowych. Czyli spalamy wodór, produkujemy prąd elektryczny w ogniwie paliwowym, a pozyskaną z tego ogniwa energię przekazujemy dalej i może ona być wykorzystywana przez napędy różnych pojazdów. To jest to, co w tej chwili ma największą sprawność, jeśli chodzi o paliwa wodorowe. Natomiast jest jeszcze jedna możliwość. Mianowicie próbuje się teraz wykorzystać wodór jako paliwo w silnikach spalinowych, po prostu spalać go w silnikach.

K.G.: I zamiast tych kopcących, śmierdzących mieć co? Wyciekającą wodę?

M.K.: No właśnie nie do końca. Oczywiście produktem spalania jest woda. Natomiast jest taki problem z wodorem w kontekście tych silników spalinowych, że spala się on zbyt szybko, wręcz wybuchowo, więc jest to trochę niebezpieczne. Oczywiście te silniki musiałyby być w jakiś sposób zmodyfikowane. Ale jeśli doda się trochę zwykłego paliwa, ten czas zapłonu będzie znacznie wydłużony, więc silnik może spokojnie pracować na takiej mieszance zwykłego paliwa i wodoru. Przy czym tego paliwa jest zaledwie kilka procent, tak że praktycznie około dziewięćdziesięciu procent paliwa stanowiłby wtedy wodór. I w wyniku spalania jednak będziemy produkować jakieś szkodliwe substancje, ale to jest na poziomie kilku procent w porównaniu ze zwykłymi paliwami kopalnianymi.

K.G.: Ale to konstrukcja takiego silnika byłaby klasyczna, taka sama? Można by przerobić taką benzynówkę?

M.K.: Są właśnie pokładane nadzieje, że prawdopodobnie byłaby to szansa na jakieś efektywne rozwiązania dlatego, że te silniki nie wymagają sporych przeróbek. Czyli to, czym dysponujemy teraz, moglibyśmy ewentualnie zastosować. Oczywiście pojawia się tu jeszcze problem z magazynowaniem tego wodoru, bo gdybyśmy chcieli porównać zwykłe zbiorniki paliwa, które mamy teraz w samochodach, z magazynowaniem klasycznym wodoru, to zbiorniki na wodór miałyby cztery, pięć razy większą objętość i około dziesięciu razy większą masę.

K.G.: No właśnie, bo pan powiedział tak zachęcająco, że jeden kilogram wodoru to trzydzieści trzy kilowatogodziny. Kilogram – fajnie, ale żeby ten kilogram zmieścić czy raczej mieć taki pojemnik, żeby mieć kilogram wodoru, to to jest ciężka sprawa dlatego, że on ma bardzo niską gęstość. Czy tak?

M.K.: Ma pani rację, wszystko się zgadza. I z tym jest największy problem – z magazynowaniem wodoru. W tej chwili wodór jest czy może być magazynowany na cztery różne sposoby. Pierwszy jest klasyczny – pod ciśnieniem, w zbiornikach, w których panuje ciśnienie wodoru zwykle trzysta pięćdziesiąt razy większe niż ciśnienie atmosferyczne. To są zbiorniki, które się wykorzystuje. Są też większe, pod większym ciśnieniem – około siedmiuset razy większe niż ciśnienie atmosferyczne. Oczywiście one mają odpowiednią budowę, bo to są zwykle zbiorniki kompozytowe, które jeszcze w swojej budowie mają jakieś warstwy metaliczne po to, żeby z jednej strony się wzmocnić, a z drugiej trochę uszczelnić. Bo wodór występuje w tak małych cząsteczkach, że one po prostu mogą niestety przenikać przez ścianki. Pomyślimy: no pięknie, mamy zbiorniki, które możemy wykorzystywać pod ciśnieniem. No ale to wciąż są ogromne zbiorniki. Jeśli myślelibyśmy o wykorzystaniu wodoru w transporcie, to tutaj raczej powinniśmy myśleć, przynajmniej obecnie, o jakimś cięższym transporcie. Czyli jakieś autobusy, ciężarówki na duże odległości, a nie samochody osobowe. Bo ten zbiornik będzie nam ciążył.

K.G.: Ale nie można po prostu wsadzić do samochodu zbiornika z mocnymi ściankami i już? Jaki tu jest problem?

M.K.: W tej chwili nie dysponujemy takimi materiałami, które w procesie w łatwy sposób można by było wykonać. Oczywiście jest to do wykonania, ale tutaj już wchodzą względy ekonomiczne. Sprężenie tego wodoru do tak ogromnego ciśnienia nie będzie miało sensu ekonomicznego. Gdybyśmy chcieli go sprężyć do tych trzystu pięćdziesięciu barów, musielibyśmy wykorzystać około dwudziestu procent tej energii, która jest dostępna w wodorze. Jeżeli mamy wyższe ciśnienie, tej energii potrzeba więcej. Jeżeli jeszcze bardziej go sprężymy, to po prostu będziemy musieli zużyć tyle energii, że to nie będzie opłacalne ekonomicznie. To jest jeden z powodów.

K.G.: Powiedział pan o tym, że bardziej myśli się o wykorzystywaniu w dużym transporcie. No i po Lublinie już jeździł taki wodorowy autobus.

M.K.: Jeździł w ubiegłym roku. Był przez kilka tygodni u nas testowany, jeździł po ulicach naszego miasta.

K.G.: Czyli dostał homologację? [śmiech]

M.K.: Tego niestety nie wiem, ale prawdopodobnie tak, skoro jeździł, to musiał otrzymać. Żartuję oczywiście. Z tego, co wiem, to był zarejestrowany jako autobus elektryczny. Czyli po prostu wodór wykorzystywany w ogniwie paliwowym do produkcji prądu elektrycznego.

K.G.: Czyli to nie było tak, że wodór był spalany?

M.K.: Nie. Ten autobus rzeczywiście jeździł, nawet woził pasażerów, miał kilkanaście czy kilkadziesiąt kursów na różnych liniach. Był też w naszym uniwersytecie.

K.G.: Pan też się przejechał?

M.K.: Tak, miałem okazję, miałem tę przyjemność. Przyznam się szczerze, że nie ma jakiejś różnicy między podróżą normalnie zasilanym autobusem a tym. Może jest troszkę ciszej.

K.G.: Przecież musiały być jakieś emocje. [śmiech]

M.K.: Emocje tak, bo było z tym związane jeszcze podpisanie umowy pomiędzy naszym uniwersytetem a przedsiębiorstwem komunikacyjnym w Lublinie.

K.G.: A na co umowa?

M.K.: Na współpracę w obszarze technologii wodorowych. Razem z kolegami z sąsiedniego Wydziału Chemii jesteśmy zaangażowani we współpracę z tą spółką. Na tym etapie są rozpoczynane jakieś prace związane z bezpieczeństwem technologii wodorowych, więc w tym kontekście na chwilę obecną próbujemy współpracować.

K.G.: Porozmawiajmy jeszcze właśnie o tych kwestiach bezpieczeństwa czy pewnych wadach, jakie są związane z paliwem wodorowym. Przyznam się panu szczerze, że odkąd usłyszałam o wykorzystaniu wodoru jako paliwa, jestem bardzo dużą fanką tej koncepcji. No ale właśnie są też sprawy trudne, takie jak kwestia magazynowania, upychania tego wodoru, ale też gaszenia. Jak się zapali, to niedobrze. Czy przesadzam?

M.K.: Trochę bym się z panią nie zgodził dlatego, że jeśli chodzi o bezpieczeństwo związane z wodorem, to rzeczywiście, wspomniałem, że on się spala bardzo szybko, wręcz wybuchowo, ale to jest akurat zaleta, jeśli myślimy o jakimś zapłonie wodoru w zbiorniku. Dlatego, że ten zbiornik nie będzie się palił tak jak zbiornik paliwa, że wybuchnie i będzie się palił kilka czy kilkanaście minut. Zbiornik wodorowy bardzo szybko zostanie opróżniony i ten płomień, który się pojawi, wystrzeli w górę, powodując tak naprawdę bardzo niewielkie uszkodzenia, jeśli chodzi o pozostałe części np. pojazdu. Więc powiedziałbym, że w tym kontekście rzeczywiście jest niebezpieczny, bo jest wybuchowy, ale jeśli chodzi o pożar, to ten czas spalania jest bardzo krótki, więc nie powinien wyrządzić wielkich szkód.

K.G.: A z tyłu głowy nie ma pan tej katastrofy Hindenburga? Jak się zapalił wodór?

M.K.: Oczywiście mam, myślę, że wszyscy mamy to z tyłu głowy. Rzeczywiście, to była wielka tragedia. I przyznam szczerze, że poniekąd spowodowana faktem, że w tamtym czasie wykorzystywano hel do napełniania tych sterowców. Ponieważ to był okres przedwojenny, a już wtedy były takie polityczne niesnaski na świecie, Niemcy w tamtym czasie nie mieli dostępu do helu. Z tego powodu zaczęli wykorzystywać w sterowcach wodór. No i niestety tragedia się po drodze zdarzyła, ale była ona w zasadzie jedyna.

K.G.: To też prawda. Zginęło trzynastu pasażerów i dwudziestu dwóch członków załogi. Ten pożar był o tyle trudny, że pojawił się bardzo nagle i od razu był bardzo duży, więc to też robiło wrażenie. Ale słusznie pan mówił, że był tylko jeden taki przypadek. Czyli pan by się bardzo nie przejmował tą kwestią wybuchowości wodoru czy ewentualnego niebezpieczeństwa?

M.K.: Nie, myślę, że obecne technologie są na takim etapie zaawansowania, że ryzyko jakichś nieszczęść związanych z tą wybuchową naturą wodoru jest naprawdę zminimalizowane. Byłbym raczej o to w miarę spokojny.

K.G.: A skąd się bierze wodór? Bo mówił pan o tym, że to najbardziej rozpowszechniony pierwiastek we Wszechświecie – to jest sprawa jasna i znana – ale jednocześnie mówi się o produkcji wodoru. I ja znalazłam taki argument od krytyków, że samej energii do jego produkcji trzeba zużyć na tyle dużo, że więcej się zużyje, niż uzyska z tego wodoru. Czy to prawda? O co tu chodzi?

M.K.: Zależy od tego, skąd bierzemy energię do produkcji. Oczywiście sama produkcja wodoru to jest proces energochłonny. W tej chwili około dziewięćdziesięciu pięciu procent całej produkcji jest z paliw kopalnych. Jednym z takich najbardziej rozpowszechnionych procesów jest tzw. reforming parowy, czyli pozyskiwanie wodoru z gazów, w tym przypadku głównie z metanu, a przy okazji wytwarzanie dwutlenku węgla. Przy okazji produkcji jednego kilograma wodoru powstaje około dwunastu kilogramów dwutlenku węgla. To jest sporo. Zważywszy na to, że w tej chwili rocznie jest produkowanych około pięćdziesięciu milionów ton wodoru, to o rząd wielkości więcej mamy dwutlenku węgla. Czyli to jest ponad pół miliarda ton dwutlenku węgla rocznie. To jest rzeczywiście problem. Druga rzecz to, tak jak już pani wspomniała na początku, energia, która jest do tego potrzebna. Proces reformingu parowego wymaga wysokich temperatur. To są temperatury rzędu siedmiuset, nawet do tysiąca stopni Celsjusza, bardzo dużo. Natomiast są też inne mechanizmy czy metody wytwarzania tego wodoru. Zresztą tutaj ciekawostka – jak wszyscy wiemy, wodór jest gazem bezbarwnym, ale można spotkać w przestrzeni medialnej jakieś próby opisania jego koloru. Ma to związek właśnie z metodą jego produkcji. Ten, o którym mówiłem, z reformingu parowego, nazywany jest szarym, czyli takim najbardziej brudnym kolorem. Są też inne metody, jak np. też reforming, ale z wychwytem dwutlenku węgla. Wodór wytworzony w takim procesie określany jest kolorem niebieskim. Ten proces był przez pewien czas uważany za dosyć dobrą alternatywę w tym okresie przejściowym transformacji energetycznej dlatego, że dwutlenek węgla, który powstaje przy produkcji wodoru z metanu, jest magazynowany gdzieś albo ewentualnie wykorzystywany do innych celów. Okazuje się, że jeżeli policzymy tutaj wszystkie ubytki gazów, które powstają przy wydobyciu, a potem przy magazynowaniu tego wodoru i dwutlenku węgla, to ten ślad węglowy jest większy niż przy spalaniu zwykłych paliw kopalnych. Więc to przestaje mieć sens, ten niebieski wodór. Są też inne kolory, takie jak np. turkusowy. To jest wodór, który powstaje w wyniku pirolizy, czyli takiego spalania bez dostępu tlenu, w bardzo wysokiej temperaturze, wykorzystuje się tutaj metan. Dostajemy wodór i węgiel w takiej stałej postaci. Najbardziej pożądany jest wodór o kolorze zielonym.

K.G.: Ekologiczny. [śmiech]

M.K.: Tak, bo te kolory mają oczywiście dużo wspólnego z ekologią. To jest wodór, który powstaje w procesie elektrolizy, czyli rozkładu wody i jeszcze dodatkowo z użyciem odnawialnych źródeł energii. Tak że jeżeli byśmy wykorzystali odnawialne źródła energii do produkcji wodoru, to te aspekty ekonomiczne będą już odgrywały mniejszą rolę, bo w zasadzie to energię mamy ze słońca czy z innych źródeł. Oczywiście musimy wyprodukować odpowiednie urządzenia. Tzw. elektrolizery, które produkują ten wodór, są budowane na masową skalę. I rzeczywiście, te założenia, które stawiano sobie wcześniej, żeby do 2030 roku można było wyprodukować, można było mieć elektrolizery o mocy około czterdziestu gigawatów, żeby wyprodukować kilkanaście milionów ton tego wodoru, po prostu z wody, widać, że będą przekroczone, i to dosyć sporo. Tak że to się bardzo prężnie rozwija. Jest jeszcze wodór różowy bądź czerwony. Jest to wodór wytwarzany też poprzez elektrolizę, ale energia dostarczana jest z elektrowni jądrowych, czyli z paliwa jądrowego. W tej chwili trwają rozmowy w Unii Europejskiej na temat opisywania tego jako wodór zielony, co pewnie ma swoich zwolenników i przeciwników.

K.G.: No tak, klasyczne dyskusje wokół energetyki jądrowej. Jeszcze wracając do silników, myśli pan, że wodór ma większe szanse przebicia się jako takie paliwo do spalania w klasycznych silnikach czy raczej jako paliwo do wytworzenia prądu, żeby zasilić silniki elektryczne np. samochodów?

M.K.: To jest dosyć trudne pytanie dlatego, że obydwie metody będą potrzebowały ogromnie rozbudowanej sieci tankowania. Ale to dotyczy w ogóle technologii wodorowej. Gdyby wziąć pod uwagę taki bilans energetyczny, czyli wytworzenia tego wodoru, zmagazynowania go, a potem wykorzystania do ogniwa paliwowego, to przyznam szczerze, że on może nie być zbyt konkurencyjny z silnikami typowo elektrycznymi, zasilanymi akumulatorami. No bo co do energii w tych silnikach, to wystarczy ten akumulator tylko naładować prądem i już możemy jechać. Natomiast tutaj musimy zużyć energię, żeby najpierw ten wodór pozyskać, potem go zmagazynować, potem jeszcze go użyć do ogniwa paliwowego. I na każdym etapie oczywiście są jakieś straty energii. Więc gdyby pani mnie zapytała, czy bardziej opłaca się wykorzystywać auta elektryczne, czy z wodorem, ale w kontekście tych ogniw paliwowych, to powiedziałbym: zależy od masy tego samochodu. Jeżeli to są auta osobowe, to oczywiście w tej chwili bardziej opłacalne są auta elektryczne, bo możemy sobie naładować to auto w wielu miejscach, szczególnie jeśli mówimy o obszarach miejskich. Przyszłość wodoru wiązana jest z transportem na duże odległości. Czyli jak wspomniałem na początku, np. jakieś autobusy, pociągi czy ciężarówki.

K.G.: A samolot wodorowy?

M.K.: Tutaj chyba raczej można by było myśleć w kontekście spalania tego wodoru w silniku. Ale jest to ciekawy pomysł na przyszłość. Aczkolwiek w tej chwili niespecjalnie sobie wyobrażam, jakby to mogło działać, żeby było to ekonomiczne.

K.G.: Ale te ciężarówki, pociągi czy autobusy?

M.K.: One muszą przewozić zbiorniki, ale w porównaniu do masy tej ciężarówki masa takiego zbiornika już będzie niezbyt duża.

K.G.: Trudno mi sobie wyobrazić taką stację wodorową, takie miejsce, gdzie można by ten wodór tankować. Bo to musiałyby być jakieś gigantyczne zbiorniki.

M.K.: Niekoniecznie dlatego, że wodór już jest magazynowany w zbiornikach i one nie są jakieś specjalnie duże. To jest mniej więcej tak jak np. z ciekłym gazem.

K.G.: A, okej. To teraz byśmy przeszli do drugiej części, drugiej gałęzi, czyli właśnie materiałów kwantowych, konkretnie silicenu. Z wykorzystaniem tego właśnie materiału chcecie magazynować wodór w fazie stałej. Może jeszcze byłby pan uprzejmy wyjaśnić, co to znaczy „faza stała”?

M.K.: Od tego chyba trzeba by zacząć z tego powodu, że oprócz magazynowania w tych zbiornikach pod ciśnieniem, są jeszcze też inne metody, np. można magazynować wodór w postaci płynnej, trzeba go skroplić. Tylko tutaj znowu jest problem z tą energią, bo to jest jeszcze bardziej energochłonny proces niż sprężanie w zbiornikach. Dodatkowo musi być jeszcze to wszystko trzymane w bardzo niskich temperaturach rzędu minus dwustu pięćdziesięciu stopni Celsjusza, co jest ekonomicznie niezbyt dobre. Można by sobie wyobrazić, że podobnie jak ciekły gaz, będziemy gdzieś transportować taki wodór statkami, z jednego kontynentu na drugi, ale też trzeba mieć świadomość, że są codziennie jakieś ubytki tego wodoru, zwykle od jednego do trzech procent. Więc jeśli podróż trwałaby dwa tygodnie, to pewnie dopłynęlibyśmy z połową zbiornika. Są jeszcze dwie metody magazynowania wodoru. Zbliżamy się już do tej właściwej, którą ja się zajmuję w projekcie.

Pierwsza to magazynowanie w postaci związków chemicznych, czyli w postaci różnego rodzaju wodorków chemicznych, np. wodorek sodu czy litu, czy innych lekkich materiałów. Ale możemy do tego zaliczyć też np. metan, bo to też jest jakiś sposób magazynowania wodoru w formie związanej chemicznie. Czyli z jednej strony możemy powiedzieć, że np. metan jest takim produktem, z którego chcemy wytworzyć wodór, ale z drugiej strony możemy powiedzieć, że on jest też źródłem czy metodą magazynowania tego wodoru w postaci chemicznej. Oczywiście, żeby uzyskać wodór, mamy znowu ten sam problem z wytwarzaniem. W postaci innych związków też, np. amoniak jest produkowany zresztą z tych paliw kopalnych, z wodoru, z reformingu. To też jest przykład magazynowania w postaci związanych chemicznie.

I ostatnia metoda to magazynowanie w fazie stałej. Brzmi to trochę zagadkowo, ale sama idea jest bardzo prosta. Chodzi o to, że wodór może być zaadsorbowany na jakiejś powierzchni materiału. Czyli mamy materiał – powierzchnię kryształu czy materiały warstwowe, czy inne, i na powierzchni tego materiału wodór może zostać zaadsorbowany albo w procesie chemisorpcji, albo fizysorpcji. Lepiej by było z punktu widzenia technologii wodorowych, wykorzystania tego w życiu codziennym, gdyby to była fizysorpcja. Żeby taki materiał można było wykorzystać do magazynowania wodoru, musi on mieć pewne właściwości.

Po pierwsze ta energia wiązania tych cząsteczek wodoru do powierzchni musi być odpowiednia. Ona musi być zwykle rzędu w granicach stu, do trzystu milielektronowoltów. Elektronowolt to jest taka jednostka, którą fizycy sobie upodobali. To jest bardzo, bardzo mała jednostka, ale definicja tego jest bardzo prosta, bo to jest energia, jaką uzyskuje jeden elektron przyspieszony różnicą potencjałów jednego wolta. Ale w porównaniu do energii, które wykorzystujemy w życiu codziennym, to jest bardzo, bardzo mała jednostka. Niemniej jednak, jeżeli mówimy o pojedynczych cząsteczkach czy atomach, czy molekułach, to lepiej posługiwać się takimi jednostkami. Tutaj musi być odpowiednia energia wiązania.

Druga sprawa jest taka, że ten wodór czy te magazyny wodoru muszą zawierać raczej lekkie pierwiastki, żeby ten udział masowy wodoru był jak największy. Tutaj właśnie wchodzi masa zbiorników wodorowych. W tej chwili w tych materiałach, które mają możliwość magazynowania, udział masowy jest na poziomie kilku procent. Ten sposób magazynowania jest najbezpieczniejszy ze wszystkich. Nie ma tu żadnego wodoru pod ciśnieniem, jest wodór lekko związany z powierzchnią. Potrzebujemy bardzo niewiele energii, żeby ten wodór zaadsorbować, a potem go zdesorbować. Więc w tym kontekście jest też procesem ekonomicznym i jak wspomniałem, bardzo bezpiecznym oraz szybkim. Bo jeśli mówimy o magazynowaniu wodoru w fazie stałej, to tak naprawdę myślimy w kontekście potencjalnych zastosowań, wykorzystania tego. Te wszystkie magazyny energii pracowałyby w temperaturach okołopokojowych. Tak że np. moglibyśmy zdesorbować ten wodór, świecąc promieniowaniem słonecznym. Nie byłoby potrzeba dużo energii do magazynowania, a potem uwolnienia tego wodoru.

K.G.: I wasz pomysł jest taki, żeby materiał, na którym ten wodór ma się absorbować, ma być silicenem. Czyli? Bo to jest kolejna fantastyczna rzecz.

M.K.: To ma być silicen, który czasami nazywany jest krzemowym odpowiednikiem grafenu. O grafenie słyszeliśmy wszyscy, on jest dosyć szeroko znany.

K.G.: Każdy fan fizyki odlepiał taśmą klejącą od ołówków. [śmiech]

M.K.: Myślę, że tak. Ja oczywiście też to robiłem. [śmiech]

K.G.: Domowy grafen.

M.K.: No właśnie. Historia z silicenem wzięła się z tego ogromnego sukcesu grafenu. W ogóle cała historia tych materiałów dwuwymiarowych jest dosyć niespotykana i ciekawa dlatego, że o tych materiałach mówiono jeszcze nawet w latach trzydziestych, ale wtedy pojawiły się przesłanki teoretyczne mówiące wprost, że taki materiał ściśle dwuwymiarowy nie powinien w ogóle istnieć. On może istnieć w temperaturze zera bezwzględnego, bo jak wiemy, materiały utworzone są z różnego rodzaju atomów. I zwykle sobie wyobrażamy, że te atomy nieruchomo sobie gdzieś tam siedzą. To jest  prawie prawda, jeżeli mówimy o temperaturze zera bezwzględnego, kiedy ten ruch praktycznie całkowicie zamiera. Natomiast, jeśli temperatura wzrośnie, te atomy zaczynają się poruszać. I tutaj przesłanki teoretyczne mówiły, że drgania atomów będą tak duże, że ten materiał po prostu zostanie zniszczony. To były prace m.in. fizyka Rudolfa Peierlsa i radzieckiego uczonego Lwa Dawidowicza Landaua. Mówię o tym nazwisku dlatego, że w naszej społeczności czasami nazywane jest to klątwą Landaua dlatego, że to zahamowało rozwój tych materiałów na długie lata – bo się nie da. Dopiero na początku tego wieku pojawił się…

K.G.: Ktoś, kto nie znał pracy Landaua? [śmiech]

M.K.: Nie, akurat osoby, które po raz pierwszy pokazały, że możliwe jest wytworzenie syntezy grafenu, bo o grafenie tutaj mówimy, są znakomitymi fizykami.

K.G.: Bo tak się mówi o tym, że czasami trzeba kogoś, kto po prostu się nie zna. [śmiech]

M.K.: Czasami to rzeczywiście działa. Natomiast z grafenem to tak jak wspomniałem, pojawił się dopiero kilkadziesiąt lat później, na początku tego wieku. W 2010 roku przyznano Nagrodę Nobla za jego odkrycie. To zapoczątkowało tak naprawdę erę materiałów dwuwymiarowych. Zaczęto się zastanawiać – skoro ten grafen jest, można go syntezować, to czy możliwe byłoby utworzenie materiałów o podobnej strukturze i być może podobnych właściwościach, ale z materiałów z innych pierwiastków?

K.G.: Nie na węglu.

M.K.: Tak, węgiel jest w ogóle dosyć specyficznym pierwiastkiem w przyrodzie, bo to jest jedyny pierwiastek, który może łatwo tworzyć wiązania chemiczne pojedyncze, podwójne czy nawet potrójne. To jest jeden, jedyny pierwiastek. Dlatego on ma tyle różnych odmiennych form alotropowych w swoim portfolio. Jeżeli mówimy o silicenie, to wybór padł na krzem, bo jeśli popatrzymy na tablicę układu okresowego, to krzem znajduje się tuż pod węglem, w tej samej grupie. Tutaj dosyć istotne są też właściwości elektronowe tych materiałów. One powinny być mniej więcej podobne, więc wybór padł na krzem. I rzeczywiście, dwa lata po Nagrodzie Nobla dla grafenu pojawiły się pierwsze prace mówiące o tym, że udało się zsyntetyzować silicen. Przy czym, jeżeli popatrzylibyśmy na strukturę atomową tych dwóch materiałów, to możemy powiedzieć, że atomy grafenu ułożone są w postaci takiego plastra miodu. Ten materiał jest praktycznie cały zupełnie płaski. Natomiast w przypadku krzemu sytuacja troszkę się różni dlatego, że jeżeli popatrzymy z góry na ten materiał, to rzeczywiście, on będzie wyglądał jak plaster miodu. Natomiast, jeśli spojrzymy z boku, to zobaczymy, że te najbliższe atomy są troszkę poprzesuwane w kierunku prostopadłym do powierzchni.

K.G.: Czyli nie są dwuwymiarowe. [śmiech]

M.K.: No tutaj się nie zgodzę z panią, one nadal są dwuwymiarowe, bo to oczywiście chodzi o ograniczenie ruchu w kierunku prostopadłym w tym przypadku.

K.G.: Jasne.

M.K.: Więc one nadal są dwuwymiarowe. Nawet materiały, które są kilkuwarstwowe, też się uznaje za materiały dwuwymiarowe. Tutaj raczej chodzi o ograniczenie ruchu nośników w kierunku prostopadłym do tego podłoża. Więc, żeby podsumować tę część związaną ze strukturą atomową, możemy sobie powiedzieć, że taka struktura silicenu przypomina trochę wytłaczankę do jajek, jeśli popatrzymy sobie na nią tak z boku, z tymi poprzesuwanymi górkami i dolinami w sąsiednich miejscach. Natomiast, jeśli chodzi o właściwości elektronowe, to silicen ma bardzo podobne do grafenu. Oczywiście są różnice, o których nie będę wspominał, bo nie ma potrzeby, natomiast, jeżeli byśmy chcieli jednym słowem powiedzieć, to te właściwości elektronowe są podobne do grafenu.

K.G.: Czyli świetnie przewodzi, tak?

M.K.: Między innymi. Z silicenem wiązano bardzo duże nadzieje, jeśli chodzi o przyszłą elektronikę, no bo obecna elektronika bazuje na krzemie. Więc nie byłoby problemu z integracją tych nowych materiałów z krzemem, bo to krzem i to krzem, więc prosto można by było zsyntezować. I rzeczywiście, w 2015 roku, czyli trzy lata po pierwszych doniesieniach o udanej syntezie tych materiałów, udało się pokazać w laboratorium, że można wytworzyć tranzystor polowy, który działa, który ma charakterystyki może nie jakieś oszałamiające, ale całkiem dobre, gdybyśmy porównali np. pierwszy tranzystor zbudowany z grafenu. Więc w tym kontekście już na początku mamy dosyć dobrą pozycję startową. Tak jak wspomniałem, nadzieje były związane z elektroniką przyszłej generacji, ale nie tylko, bo ten materiał od momentu odkrycia jest bardzo intensywnie badany. Jeśli popatrzymy sobie nawet na publikacje, które się pojawiają, to od 2010 czy 2012 roku do lat obecnych, jest ich po kilkaset rocznie. To jest sporo, jeśli chodzi o jeden dany materiał. Wydaje się, że w tej chwili jest trochę wysycenie, jeśli chodzi o liczbę publikacji dlatego, że na początku jak ten materiał się pojawił, to badano go na różne sposoby różnymi metodami, szukając różnych ciekawych zjawisk czy właściwości – zresztą jest tak z każdym nowym materiałem, więc tych prac z definicji musi być dużo. Natomiast na obecnym etapie raczej się poszukuje jakichś zastosowań tych materiałów. I przyznam szczerze, że z każdym rokiem pojawiają się nowe, które mnie czasem zadziwiają. Bo ten materiał może być stosowany też w jakichś urządzeniach optoelektronicznych, co w przypadku krzemu nie jest możliwe, natomiast silicen może być stosowany np. jako sensor do badania obecności gazów różnego rodzaju związków azotowych. Albo ostatnio czytałem wręcz o zastosowaniach biologicznych i medycznych jako np. osłony do jakichś leków, które można wprowadzać do organizmu, bo okazuje się, że te struktury silicenowe bardzo dobrze rozkładają się w płynie ustrojowym. Tak że jest coraz więcej zastosowań, na różnych polach.

K.G.: Wy się tutaj w Katedrze dobrze znacie na silicenie, bo też go syntetyzujecie, prawda? To jest trudna rzecz – stworzyć taki materiał?

M.K.: Z syntezą silicenu jest problem dlatego, że w przypadku grafenu mamy warstwową formę tego materiału. I jak pani wspomniała, za pomocą np. taśmy klejącej możemy oderwać pojedyncze warstwy grafenu. Niestety krzem nie ma takiej warstwowej formy jak węgiel i trzeba tutaj wykorzystywać inne metody. Jedną z metod jest np. układanie może nie atom po atomie, bo robi się to trochę szybciej i sprawniej – mianowicie za pomocą epitaksji z wiązki molekularnej. Czyli mamy jakieś źródło krzemu – w tym przypadku wystarczy zwykła płytka krzemu, którą się podgrzewa. Pod wpływem dostarczonej energii atomy krzemu zaczynają z tej płytki uciekać i mogą zostać osadzone na jakiejś powierzchni, na której chcemy wytworzyć ten silicen.

K.G.: I to jest proces epitaksjalny?

M.K.: Tak. Ewentualnie mówi się też czasami o takich materiałach, które są na jakimś podłożu. Bo to jest jedna z metod, która jest szeroko wykorzystywana w przypadku silicenu, natomiast są też inne metody jak np. segregacja na powierzchni. I to jest metoda, którą nam się udało wytworzyć silicen. Mianowicie mamy kryształ krzemu, na którym zostały wytworzone cienkie warstwy – w naszym przypadku to było złoto. Czyli złoto było wytworzone w procesie epitaksji. I mając taką strukturę, podgrzewamy ją. Co się wtedy dzieje? Atomy krzemu zaczynają z tego krzemu uciekać, przedostają się przez warstwy złota i na jego powierzchni tworzy się jedna warstwa atomów krzemu. W odpowiednich warunkach wytworzony zostanie silicen. I to jest metoda, którą nam się udało zastosować w naszym laboratorium, i zsyntetyzować silicen. Ale tutaj jeszcze muszę się pochwalić dlatego, że udało nam się utworzyć formę alotropową silicenu, która jest trochę nieoczekiwana, bo jest podobna do grafenu. Jest też zupełnie płaska. To jest taka forma, która izolowana w zasadzie nie powinna istnieć. Natomiast na powierzchni planarna forma silicenu, jak widać, może istnieć.

K.G.: I to jakoś jest interesujące chemicznie? Dzięki temu, że jest całkiem płaska?

M.K.: Jeżeli materiał jest płaski w porównaniu z tym lekko pofałdowanym, oczywiście będzie miał inne właściwości, ale z kilku powodów. Przede wszystkim największe różnice tutaj będą spowodowane podłożem, czyli tym, na czym ten materiał leży, ale nie tylko. Dlatego, że gdyby porównać izolowane warstwy np. silicenu w postaci zupełnie planarnej i tej lekko pofałdowanej, to one też będą miały troszkę inne właściwości. Jeśli chodzi o właściwości elektronowe, to modyfikacje będą niewielkie, ale np. ta forma bardziej pofałdowana będzie troszkę bardziej aktywna chemicznie. Czyli można ją będzie łatwiej sfunkcjonalizować.

K.G.: To teraz połączmy te dwie wielkie gałęzie, czyli wodór i silicen. Dlaczego uważacie, że magazynowanie właśnie na silicenie to jest dobry pomysł?

M.K.: W ogóle magazynowanie z wykorzystaniem materiałów dwuwymiarowych to jest jedna z takich bardziej obiecujących dróg, które obecnie są gdzieś rozważane. Dlatego, że jeżeli popatrzymy na materiały dwuwymiarowe, to ten stosunek powierzchni do objętości jest ogromny. Więc jeżeli mamy dany materiał, to tak naprawdę mamy całą powierzchnię dostępną do adsorpcji innych pierwiastków, m.in. właśnie tego wodoru. W tym kontekście materiały dwuwymiarowe są bardzo obiecujące. Dodatkowo, jeżeli te materiały są wytworzone z lekkich pierwiastków, to tutaj już też ten udział masowy odgrywa rolę, więc możemy tego wodoru więcej zmagazynować.

K.G.: Próbuję sobie to wyobrazić. To znaczy, jak ten materiał dwuwymiarowy jest ułożony, np. jak w takim przyszłym magazynie miałby być ułożony? Jak taki kaloryfer? No bo jak poskładacie to warstwa po warstwie, to straci się tę dwuwymiarowość. Nie do końca rozumiem.

M.K.: Oczywiście jest duży problem skalowalności, natomiast to, co my chcemy zrobić, to raczej poznać sposób czy mechanizm adsorpcji tego wodoru i spróbować poprawić charakterystyki samego silicenu. To, w jaki sposób potem z punktu widzenia inżynierii zastosować to w jakichś takich realnych magazynach, to oczywiście jeszcze jest dosyć długa droga.

K.G.: No tak, bo trzeba też uzyskać dużą powierzchnię takiego materiału, a zdaje się, że to jest bardzo, bardzo trudne.

M.K.: Nie musimy mieć czystego materiału w takim kontekście na dużych powierzchniach, tak jak ma to miejsce w jakichś zastosowaniach np. z grafenem – chociaż w grafenie to też nie jest do końca tak, jak się mówi. Różnego rodzaju defekty nie będą odgrywały bardzo znaczącej roli – wręcz przeciwnie. Dlatego, że jeżeli popatrzylibyśmy na próby wykorzystania materiałów dwuwymiarowych do magazynowania wodoru, to tutaj powstaje dużo pracy dla grafenu. Grafen jest o tyle niedobry, jeśli chodzi o magazynowanie wodoru, że on sam jest mało reaktywny, czyli mało aktywny chemicznie. W tym kontekście musi też być funkcjonalizowany, np. poprzez dokładanie atomów innych pierwiastków chemicznych po to, żeby poprawić te charakterystyki związane z magazynowaniem. No i tu pojawia się problem dlatego, że dobrze by było, gdyby na takim materiale, grafenie, rozkład tych dodatkowych atomów, które nam poprawiają te charakterystyki magazynowania wodoru, był w miarę równomierny. Niestety, te pierwiastki, które z jednej strony poprawiają charakterystyki magazynowania, z drugiej strony nie nadają się do tego, bo grupują się w takie klastery. I tutaj w tym kontekście silicen ma przewagę dlatego, że te materiały, które z jednej strony poprawiają charakterystyki magazynowania wodoru, z drugiej strony układają się ładnie w sposób równomierny na tym silicenie, a więc mogą zwiększyć masowy udział wodoru w tym materiale. Tutaj poprzez to funkcjonalizowanie możemy zwiększyć pojemność magazynów wodorowych o rząd wielkości. Oczywiście ja mówię w tej chwili o magazynach w takiej skali nano, w skali grup atomów. To jest wszystko w skali atomowej. Natomiast idea realnych magazynów, które zostałyby wykorzystane później, jest taka, że mielibyśmy jakieś cienkie folie, na których wytworzony byłby np. ten epitaksjalny silicen. I to działałoby na zasadzie takiej taśmy filmowej, wyświetlania obrazu z taśmy filmowej. Czyli na jedną szpulę nawijany byłby materiał, z którego ten wodór byłby zdesorbowany, a będzie można go desorbować poprzez jakieś zwykłe dostarczenie niewielkiej ilości energii.

K.G.: Czyli stopniowo.

M.K.: Stopniowo, na żądanie, tyle, ile nam trzeba.

K.G.: Ja zdaję sobie oczywiście sprawę z tego, że wybiegamy w przyszłość, ale skoro mowa o tej idei, to widziałby pan w takim razie, że np. w takich silnikach samochodowych – wracam do tego, bo wielu ludzi to bardzo interesuje – mógłby być taki właśnie wodór magazynowany na waszym silicenie? Jest taka opcja? Czy chcecie, żeby to poszło w innym kierunku?

M.K.: Myślę, że w pewnych aspektach można by było to wykorzystać, nawet w obszarze transportu. Dlatego, że tak jak wspomniałem, pojawiają się już gdzieś producenci właśnie takich urządzeń z wykorzystaniem innych materiałów, w tym mowa jest o wodorku magnezu. Zasada działania takiego magazynu to nie jest nic nowego, to jest znana sprawa. Problem dotyczy tutaj użycia, wykorzystania odpowiednich materiałów. To wszystko oczywiście zależy od tych charakterystyk związanych z magazynowaniem i potem z uwalnianiem wodoru. Natomiast, jeśli się uda, jeśli to będzie obiecujące, to dlaczego nie.

K.G.: Jaki jest horyzont czasowy? Bo ten grant otrzymał pan niedawno, jeśli dobrze się orientuję. Na jak długo on jest obliczony?

M.K.: Ten projekt rozpoczął się kilka miesięcy temu, na początku tego roku. Ma trwać cztery lata. Z tego powodu ta suma jest trochę większa. Ale przeważająca część finansowa tego projektu jest związana z zatrudnieniem nowych osób do pracy w projekcie dlatego, że jest on bardzo skomplikowany. Wymaga on współpracy osób, które pracują, zajmują się badaniami z wykorzystaniem bardzo skomplikowanej aparatury, którą mamy do dyspozycji w naszej Katedrze. To jest aparatura, która jest unikatowa w skali światowej, więc do jej obsługi są potrzebni specjaliści. My oczywiście takich specjalistów mamy, no ale żeby ta praca była bardziej efektywna, to oczywiście potrzebujemy też nowych osób, nowych etatów. Więc to jest jedna część, która powoduje zwiększenie tych kosztów, ale też zakup aparatury, bo to jest druga lwia część tego projektu. Pozostałe to są już jakieś mniejsze koszty związane z publikacjami czy  udziałem w konferencjach.

K.G.: Ta aparatura czy różne odczynniki – to naprawdę potrafią być szalenie drogie rzeczy.

M.K.: Aparatura, którą dysponujemy, jest bardzo droga, bardzo skomplikowana. Natomiast, jeśli chodzi o odczynniki, no to tutaj tak naprawdę niewiele z tego potrzebujemy. Materiały eksploatacyjne to nie jest jakiś duży problem. Ale aparatura musi być troszkę zmodyfikowana do celów tego projektu.

K.G.: Czyli producent wam ją modyfikuje na zamówienie? Czy sami to robicie?

M.K.: Kupujemy odpowiednie elementy i sami to modyfikujemy – np. źródło wodoru, które musimy mieć w tej naszej aparaturze, to są spore koszty.

K.G.: Jak zwykły człowiek kupuje sobie pralkę i ona się zepsuje, to ma jeszcze gwarancję. A wy macie to urządzenie na gwarancji? Jest tak, że można zadzwonić do producenta w tej sprawie?

M.K.: Oczywiście te urządzenia w momencie, kiedy zostały zakupione, miały coś takiego, ale w tej chwili już nie. Jeżeli teraz te urządzenia rzeczywiście się psują, to staramy się sami je naprawiać. Są one skomplikowane, ale mamy specjalistów, którzy doskonale znają tego typu urządzenia, więc można je naprawić. Jeśli zepsuje się jakiś element, którego nie da się naprawić, to niestety trzeba będzie kupić nowy – to jest normalna praktyka, jaką się stosuje.

K.G.: Jak pan podchodzi do tego osobiście, jako naukowiec zaangażowany w tak gorące tematy? Kręci to pana czy jest to na tyle modna dziedzina, że warto po prostu się w to zaangażować? Jak to jest?

M.K.: Myślę, że jednoznaczna odpowiedź będzie dosyć trudna z tego powodu, że po pierwsze ja zwykle w swoich badaniach zajmuję się przede wszystkim tym, co mnie interesuje, co daje mi jakąś satysfakcję, przyjemność. Natomiast z drugiej strony w swoim życiu naukowym staram się zawsze podążać czy obracać się wokół tych tematów, które są dosyć interesujące, ale też ważne dla ludzkości. No bo nie ukrywajmy, jednym z elementów pracy naukowej jest też służba naszym przyszłym pokoleniom.

K.G.: To jest naprawdę ferment w tej dziedzinie materiałów kwantowych, prawda? Na tyle, na ile się orientuję, to jest wysyp publikacji, mam wrażenie, że praktycznie wszyscy to robią.

M.K.: Jeżeli chodzi o te technologie wodorowe i materiały dwuwymiarowe, to rzeczywiście, w ostatnich latach naprawdę jest na to boom. Z jednej strony są nowe doświadczenia, które pokazują, że są nowe materiały mające bardzo ciekawe właściwości, wręcz czasami egzotyczne, czasami takie, o których w ogóle nie myśleliśmy, więc to nas zaskakuje. A z drugiej strony pojawia się możliwość wykorzystania tych materiałów właśnie w takich dosyć ważnych zagadnieniach ludzkości. Jest to więc taki efekt synergii. Z jednej strony właśnie jakieś zainteresowania, nauki czy satysfakcja, a z drugiej strony działanie bardzo pożyteczne.

K.G.: To trzymamy kciuki, również interesownie, jako społeczeństwo, żebyście nam, naukowcy, nowe fajne metody dostarczyli. [śmiech]

M.K.: Dziękuję bardzo.

K.G.: Pan profesor Mariusz Krawiec gościł Radio Naukowe. Dziękuję panu serdecznie.

M.K.: Dziękuję również, dziękuję bardzo.

***

Dziękuję serdecznie za to, że spędziliście czas razem z Radiem Naukowym, wodorem i silicenem. Jak się zapatrujecie na przyszłość tej technologii? Wyglądam waszych komentarzy. A tę rozmowę, jak wiecie, nagrałam w Lublinie w ramach ósmej podróży Radia Naukowego. Kolejna podróż jest w trakcie planowania – będzie we wrześniu. Bo my tu w Radiu Naukowym pracujemy z dużym wyprzedzeniem, żeby dostarczać wam rozmowy jak najlepszej jakości – merytorycznej i dźwiękowej. A możemy sobie na ten komfort planowania pozwolić dzięki regularnym wpłatom na patronite.pl/radionaukowe. Robimy też transkrypcje wszystkich odcinków, LAMU, pracujemy nad modyfikacją strony – dużo się dzieje. Jeśli wahacie się, czy wasza dyszka lub dwie miesięcznie coś zmienią, czy warto klikać, powiem wam, że warto. Bo w grupie siła, a utrzymywanie się Radia Naukowego opiera się głównie na patronach i patronkach wybierających właśnie takie progi. Dziękuję wszystkim, którzy się zdecydowali na wsparcie Radia Naukowego. Patroni od dziesięciu złotych mają dostęp do grupy na Facebooku, wyższe progi to zakładki czy kubki Radia Naukowego. Wszyscy dostają newsletter. Jest was, patroni i patronki, już ponad tysiąc osób. Jeśli ktoś nie dostaje newslettera albo nie ma was w grupie, a powinniście być, napiszcie, proszę, do nas koniecznie na kontakt@radionaukowe.pl. Chcemy być ze wszystkimi w kontakcie. Ściskam, Karolina. Do usłyszenia.

Dodane:
2 tys.

Gość odcinka

Prof. Mariusz Krawiec

Prof. Mariusz Krawiec

Kierownik Katedry Fizyki Powierzchni i Nanostruktur w Instytucie Fizyki na Wydziale Matematyki, Fizyki i Informatyki Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie. Zainteresowania naukowe: strukturalne i elektronowe właściwości układów niskowymiarowych, zjawiska kwantowe w nanostrukturach, nowe materiały (silicen, grafen, izolatory topologiczne, struktury metaliczne na powierzchniach wicynalnych), molekuły na powierzchniach.

Obserwuj Radio Naukowe

Ulubione

Skip to content