U vrijeme kada svijet sve intenzivnije osjeća i trpi posljedice klimatskih promjena i kada čovječanstvo shvaća da nešto hitno treba mijenjati u dosadašnjem pristupu ne samo proizvodnji, već i potrošnji energije kako bismo osigurali vlastiti opstanak, jedan izum koji dolazi iz Južne Koreje mogao bi biti rješenje problema koje tražimo. Ključna strategija prikupljanja obnovljive energije kojom se postižu ugljično neutralni ciklusi je umjetna fotosinteza, a znanstvenici sveučilišta Yonsei iz Seoula u listopadu ove godine predstavili su rezultate istraživanja u kojem su otkrili mogućnost pretvaranja plivajućih zelenih algi u fotonaponske elektrane. Energiju proizvode plivajuće zelene alge kojima su biogenetičkom modifikacijom dodana ugljična nanovlakna koja služe za prijenos elektrona izvan stanice alge i koja potom elektrolizom proizvode vodik kao gorivo. Ovakav način proizvodnje vodika iz fotosinteze zelenih algi, tvrdi grupa korejskih znanstvenika na čelu s dr. Hyo Jin Gwonom, ne zahtijeva nikakve aditive ili dodatna goriva osim ugljičnog dioksida i sunčeve svjetlosti, a činjenica da se nasadi zelenih algi mogu lančano povezivati u neograničeno velike sustave potvrđuje mogućnost da se takvi izvori energije za proizvodnju vodika mogu iskoristiti za masovnu proizvodnju energije bez značajno velikih troškova. Korejski znanstvenici potom su vodik proizveden fotosintezom zelenih algi koristili za pogon modela automobila koji je proizvela češka tvrtka Horizon Educational.

S izvršnim direktorom Horizon Educationala Kamilom Jelínekom razgovarali smo o tome kakva je budućnost korištenja zelenih algi za proces ekološki prihvatljive proizvodnje vodika i kakva je uloga češke tvrtke u korištenju vodika za pogon automobila te koji je interes i kakav cilj ta tvrtka našla u suradnji s korejskim znanstvenicima.

MEGAWATT: U listopadu je skupina znanstvenika iz Južne Koreje objavila vrlo zanimljivu studiju o proizvodnji vodika kao izvora energije iz fotosinteze zelenih algi. O kakvom je otkriću riječ i što su otkrili korejski znanstvenici?

Znanstvenici iz Južne Koreje u znanstvenom radu uz pomoć biološkog inženjeringa uspjeli su zelene alge spojiti s nanočesticama ugljika i tako su stvorili sustav za ekološki potpuno čistu proizvodnju vodika. Obično je proizvodnja vodika proces koji zahtijeva veliku količinu fosilnih goriva i zahtijeva velike količine prirodnog plina ili električne energije. S otkrićem grupe znanstvenika s korejskog sveučilišta Yonsei University iz Seoula, na čelu s glavnim istraživačem Hyo Jin Gwonom i njegovim timom, otvara se mogućnost proizvodnje vodika uz pomoć zelenih algi i sunčeve svjetlosti.

‘Proizvodimo H-Racer 2.0, automobil koji su znanstvenici koristili da pokažu kako alge mogu proizvesti iskoristivi vodik’. FOTO: Horizon Educational

MEGAWATT: Objasnimo to na najjednostavniji način: kako zelene alge proizvode vodik?

U ovoj studiji znanstvenici su bioinženjeringom projektirali zelene alge, biolozima poznate pod latinskim nazivom Chlamydomonas reinhardtii, da funkcioniraju kao neka vrsta elektrane sposobne proizvoditi vodik fotosintezom. Učinili su to uvođenjem svojevrsnih “autocesta prijenosa elektrona” u stanice algi iz ugljikovih nanovlakana, stvarajući izravan put za elektrone iz biljne stanice u vanjsku struju. Ti putevi su potom korišteni za generiranje električne struje ili skladištenje energije u obliku vodika. Dobiveni vodik zatim je korišten za pogon modela automobila s vodikovim pogonom, a to je naš model nazvan Horizon Educational H-Racer 2.0.

MEGAWATT: Elektrokemijsko razdvajanje vode na kisik i vodik kao mogućnost proizvodnje vodika se već dugo istražuje, a do sada su se za proces elektrolize koristili različiti energenti, čak i oni koji nisu ekološki poput ugljena i nafte. Kako ovo otkriće mijenja pogled na proizvodnju vodika kao zelenog izvora energije?

Jedna od nevjerojatnih stvari u vezi s ovim otkrićem je da se vodik može proizvesti iz sunčeve svjetlosti bez skupe opreme kao što su elektrolizeri. U ovom je trenutku cijena opreme za proizvodnju vodika elektrolizom iz obnovljivih izvora još uvijek previsoka za masovnu proizvodnju. Jednostavno još uvijek nije ekonomično ulagati milijarde dolara u te sustave kako bismo proizveli zeleni vodik. No ovaj sustav temeljen na algama impresivan je zbog svoje ekonomske učinkovitosti, cjenovne pristupačnosti, ali i zbog činjenice da se sustav stalno može proširivati i nadograđivati po potrebi. Do danas nije postojao ovako napredan sustav fotosinteze koji je izradio čovjek u smislu svoje isplativosti, dugovječnosti i trenutne dostupnosti proizvedenog goriva.

‘Uz H-Racer 2,0 djeca mogu stvoriti vlastiti vodik od sunčeve svjetlosti, prije nego što ga koriste za pogon automobila’. FOTO: Horizon Educational

MEGAWATT: Što je motiviralo vašu tvrtku da se zainteresira za ovo istraživanje i kako ste doprinijeli razvoju ovog projekta u okviru obrazovnih projekata u koje ste uključeni?

Naša tvrtka, Horizon Educational, osnovana je kako bi učenicima diljem svijeta približila obrazovanje i informiranje o prednostima vodika i obnovljive energije. Proizvodimo H-Racer 2.0, automobil koji su znanstvenici koristili da pokažu kako alge mogu proizvesti iskoristiv vodik. Taj je model automobila s pogonom na vodik jedan od naših STEM kompleta – kompleta za znanstveno obrazovanje koje učitelji mogu koristiti da pokažu kako tehnologija čiste energije funkcionira. Uz H-Racer 2.0, djeca mogu stvoriti vlastiti vodik od sunčeve svjetlosti, prije nego što ga koriste za pogon automobila. Također distribuiramo niz gorivih ćelija za industriju i istraživačke organizacije snage od 12 W do čak 120 kW.

MEGAWATT: Postoje li već određeni planovi i projekti za korištenje ovog izuma u svakodnevnom životu? Ili, konkretnije, postoje li investitori ili kompanije voljne uložiti u izgradnju eksperimentalnih polja zelenih algi za proizvodnju vodika na temelju istraživanja korejskih znanstvenika?

Točan odgovor na ovo pitanje nažalost ne znam, to bi trebalo pitati korejske znanstvenike sa sveučilišta Yonsei. No mi smo konkretno primili dosta upita energetskih tvrtki koje su zainteresirane za ovu tehnologiju. Razgovori su još u tijeku, a mi uskoro krećemo u Koreju kako bismo se sastali s timom znanstvenika Hyo Jin Gwona, s kojima namjeravamo stvoriti radnu skupinu koja bi ovu tehnologiju mogla implementirati u različite segmente gospodarstva. Vjerujemo da je ova tehnologija prikladna za obrazovanje mladih generacija, ali također smo sigurni da će biti korisna i za gospodarstvo i veliku industriju, uključujući i proizvodnju električne energije u nekom trenutku u budućnosti.

‘Jedna od nevjerojatnih stvari u vezi s ovim otkrićem jest da se vodik može proizvesti iz sunčeve svjetlosti bez skupe opreme kao što su elektrolizeri’

MEGAWATT: Koje su mogućnosti masovne proizvodnje energije na ovaj način? Ili, s biološke točke gledišta, je li moguće masovno koristiti zelene alge u svrhu proizvodnje vodika i je li takav oblik proizvodnje energije dugoročno ekonomski isplativ?

Ova tehnologija svakako izgleda obećavajuće. Ovim istraživanjem količina proizvedenog vodika ovisi o broju stanica algi, pa su s velikom količinom stanica algi mogućnosti za masovnu proizvodnju vrlo ozbiljne. Uz to, sustav je uvijek moguće nadograđivati dodavanjem novih količina algi, što otvara neslućene mogućnosti za proizvodnju energije. No čitav će se sustav moći razvijati tek uz pomoć kvalificirane i dobro obučene radne snage u različitim regijama diljem svijeta. To je nešto na čemu jako naporno radimo.

MEGAWATT: Postoji li interes pojedinih grana industrije za komercijalnu primjenu korištenja zelenih algi za proizvodnju energije (vodika) za svoje poslovanje?

Bilo bi nam jako zanimljivo čuti da postoji konkretan interes i sve ćemo ideje i prijedloge rado saslušati.

‘Ovaj sustav moći će se razvijati tek uz pomoć kvalificirane i dobro obučene radne snage u različitim regijama diljem svijeta. To je nešto na čemu jako naporno radimo’

MEGAWATT: Vaša tvrtka u obrazovnom projektu razvila je model H-Racera, automobila koji pokreće vodik proizveden iz zelenih algi. Kako automobil funkcionira i koji je bio najvažniji cilj stvaranja ovog modela?

H-Racer je stvoren s ciljem upoznavanja studenata diljem svijeta s tehnologijom proizvodnje vodika. Sustav je prilično jednostavan: studenti koriste solarnu ploču za stvaranje vlastitog vodika pomoću elektrolizera, a potom tako proizveden vodik koriste za stvaranje električne energije u gorivoj ćeliji automobila. Tako studenti mogu vidjeti kako proces proizvodnje, skladištenja i korištenja vodika funkcionira u stvarnom životu. Cilj nam je obrazovati buduću radnu snagu za čistu energiju koju će moći koristiti i zapošljavati svjetske energetske kompanije. Projekt H-Racer osvojio je nagradu magazina Time “Best Inventions”, nagradu Business Week IDEA, Metropolitan Home “Design 100” te godišnju nagradu časopisa ID i Business 2.0 Bottom Line Design Awards. U okviru projekta surađujemo s partnerima diljem svijeta, uključujući kompanije poput Toyote, Hyundaija i ABB-a. Te tvrtke sponzoriraju školske timove koji sudjeluju u programu Hydrogen Grand Prix, donirajući novac za izravno financiranje razvoja radne snage. Cilj je ne samo izgraditi buduću radnu snagu za svoje industrije, već i podržati svoju lokalnu zajednicu. Uvijek smo u potrazi za novim partnerima i drago nam je kad nas prepoznaju i jave nam se s ponudom za suradnju.

MEGAWATT: Spomenuli ste program Hydrogen Grand Prix. O kakvom je programu riječ?

Horizon Hydrogen Grand Prix (H2GP) trenutno je jedan od naših najvećih projekata. To je međunarodna serija utrka izdržljivosti na vodik u kojima učenici srednjih škola dizajniraju, razvijaju, konstruiraju i izrađuju vlastite automobile na vodik u mjerilu 1:10 i s njima se utrkuju. Ove smo automobile već testirali i u konkurenciji natjecatelja iz više od 20 zemalja, s timovima iz svake regije koji su napredovali do H2GP Svjetskog finala, održanog prošle godine u Las Vegasu. Već smo radili s našim timom za razvoj proizvoda kako bismo vidjeli kako ovaj izum možemo predstaviti konkurenciji. Učenici trenutno mogu proizvesti vlastiti vodik pomoću nečega što se zove hydrofill. Ali ovo koristi standardno napajanje, tako da nema mogućnosti učenja za proizvodnju električne energije. Sa sposobnošću generiranja vodika iz nečega poput algi, otvara se nevjerojatan broj mogućnosti učenja za naše učenike gdje mogu učiti o staničnoj biologiji uz elektrotehniku i strojarstvo, proizvodnju i upotrebu vodika te kreativni dizajn.

‘Proizvodnja vodika iz zelenih algi može biti odlično rješenje za problem proizvodnje čiste energije’, rekao je Kamil Jelínek. FOTO: Horizon Educational

MEGAWATT: Vaša tvrtka bavi se razvojem edukativnih projekata i obukom generacija mladih stručnjaka koji će provoditi programe proizvodnje zelene energije iz alternativnih goriva. Kako ih motivirate da prihvate i implementiraju znanstvena otkrića za proizvodnju zelene energije u budućnosti i kakav interes ovi mladi stručnjaci pokazuju za nove oblike proizvodnje energije?

Jedna od stvari kojom motiviramo studente je proces praktičnog učenja. S programom Horizon Hydrogen Grand Prix želimo studentima dati potpunu kontrolu nad procesom dizajniranja, inženjeringa, proizvodnje i zatim korištenja automobila s vodikovim pogonom. Kao što smo vidjeli tijekom proteklih sedam godina provođenja programa, to je fantastičan kanal za stvaranje budućih talenata u industriji, s tvrtkama koje odabiru sponzorirati program, a u zamjenu dobivaju pristup budućim inženjerima za vodik i obnovljivu energiju. Jedna stvar koja mi se stvarno sviđa kod programa je inovativnost koju učenici pokazuju. Dajemo im nešto što se zove “H-Cell”, gorivu ćeliju koju je moguće ugraditi u njihov automobil, a najiskusniji učenici čak su odlučili “hakirati” ovu gorivu ćeliju, čineći je učinkovitijom. Prilika koju program daje učenicima da pokažu svoje vještine i kreativnost jedan je od mojih najdražih aspekata programa.

MEGAWATT: I za kraj našeg razgovora, vjerujete li da proizvodnja vodika iz zelenih algi može biti iskoristivo i ekonomski prihvatljivo rješenje problema proizvodnje čiste energije?

Svakako da ovo može biti odlično rješenje za problem proizvodnje čiste energije. No da bismo došli do te razine treba obaviti još puno posla. Na primjer, treba riješiti problem proizvodnje velikih količina ugljičnih nanovlakana potrebnih za proizvodnju energije iz zelenih algi. Treba odgovoriti i na pitanje odakle će doći radnici koji će imati vještine za proizvodnju ove tehnologije u različitim regijama diljem svijeta. Tko će ih obrazovati i pripremiti za rad sa zelenim algama i ugljičnim vlaknima? Trenutačno još uvijek ima mnogo otvorenih pitanja, ali jedna od stvari koje pokušavamo učiniti s našim obrazovnim programima, posebno našim H2GP programom, jest izgraditi buduću inženjersku radnu snagu koja će biti sposobna za ovu vrstu inovacija. Ova tehnologija je dokazana, ali tko će je donijeti brojnim ljudima, tko će je učiniti uobičajenom u cijelom svijetu? Naša je organizacija posvećena upravo tome: obrazovanju radne snage koja će preuzeti i dalje razvijati ovu tehnologiju.