Kauno technologijos universitetą (KTU) pasiekė gera žinia. Profesoriaus Vytauto Getaučio su komanda ir Šveicarijos fizikais sukurtų medžiagų, skirtų naujos kartos Saulės elementams, patentą įsigijo viena Japonijos kompanija.
„Tai reiškia, kad verslas ruošiasi gaminti naujos kartos produktą, naudodamas mūsų kurtas medžiagas. Tai vainikuoja kelerių metų darbą“, – sakė Cheminės technologijos fakulteto profesorius 54 metų V. Getautis.
Patentą perka japonai
KTU ir Šveicarijos federalinio technologijos institutas Lozanoje baigia derybas dėl patento pardavimo ir jo kainos. Europos patento paraiška buvo paskelbta rugsėjo 9 d. Registruoto patento nuosavybė vienodomis dalimis priklausys abiem institucijoms. Šis išradimas taps pirmuoju KTU Europos mastu registruotu patentu, taikomu versle.
Derybose dalyvauja kiti KTU padaliniai, aš tik konsultuoju. Man svarbiausia, kad patentą perka. Tai reiškia, kad mūsų kurtos medžiagos tikrai bus naudojamos Saulės elementams konstruoti“, – kalbėjo V. Getautis.
Pasak jo, unikalu, kad tarptautinėje konferencijoje, pernai rugsėjį vykusioje Lozanoje (Šveicarija), komandos nariui T. Malinauskui perskaičius pranešimą apie naujas KTU sukurtas medžiagas, buvo gautas pasiūlymas jas komercializuoti.
Japonijos kompanija „Tokyo Chemical Industry“ panoro įsigyti patento licenciją, nors Europos patentų biuras nebuvo pateikęs šio išradimo paraiškos.
Pasiūlė pigesnę medžiagą
V. Getaučio vadovaujamų mokslininkų komanda iš Organinės chemijos katedros sukūrė organines molekules, galinčias tapti pigesne alternatyva medžiagoms, dabar naudojamoms Saulės elementams gaminti.
„Mūsų sukurti organiniai puslaidininkiai yra gerokai pigesni, jų sintezės procesas yra paprastesnis nei dabar naudojamų analogiškų medžiagų. Mūsų medžiaga išgaunama per du žingsnius, nereikalauja didelių laiko ir medžiagų sąnaudų.
Vienas iš žingsnių yra chemikų vadinama „klik“ reakcija, kai produktas gaunamas iškart, tik sudėjus reikiamus reagentus. Tai labai svarbu, nes dažnai sintetinant organinius junginius reakcijos trunka kelias valandas ar net paras. Antrasis sintetinimo etapas yra įprastas.
Gerai žinomas mūsų sukurtos medžiagos analogas yra gaunamas per 5 žingsnių reakcijas, o mūsų pasiūlytos naujos medžiagos – per 2. Tai lemia medžiagos kainą. Viską sudėjus gauname, kad mūsų medžiaga yra 7–8 kartus pigesnė“, – pažymėjo V. Getautis.
Anot mokslininko, KTU išrastų medžiagų Saulės energijos konvertavimo į elektros energiją efektyvumas siekia 20 proc. „Kol kas pasaulyje atrasti tik keli organiniai puslaidininkiai, suteikiantys tokį aukštą Saulės elementų efektyvumą“, – teigė vienas žymiausių Lietuvoje išradėjų.
Švaistome Saulę
Chemikas pastebi, kad žmonija neišnaudoja Saulės energijos. „Per dieną Žemę pasiekia tiek Saulės energijos, kiek visa žmonija išnaudoja per metus. Jei išmoksime panaudoti nors dalį jos, turėsime daug potencialo.
ES, kovodama su klimato šilimo grėsme, įsipareigojo iki 2030-ųjų pasiekti, kad 25 proc. visos energijos būtų gaunama iš alternatyvių šaltinių, daugiausia iš Saulės. Tinkamai patobulinus Saulės elementus, galima šį poreikį visiškai patenkinti, todėl daugelyje šalių įvairiais būdais stimuliuojama Saulės energetikos plėtra.
Daugelyje Europos šalių lygiagrečiai vystoma ir vėjo bei vandens energetika. Vokietija – geras pavyzdys“, – pažymėjo mokslininkas. Anot jo, tebevyrauja klaidingas požiūris, kad Lietuvoje didesnei Saulės energetikos plėtrai Saulės yra mažai. „Nieko panašaus. Švedijoje ir Suomijoje Saulės šviesos dar mažiau, bet jos sparčiai vysto tyrimus toje srityje“, – sakė V. Getautis.
Dirba mokslininkų grupės
Anot mokslininko, per pastaruosius 5 metus hibridiniai Saulės elementai, veikiantys perovskitų bei titano dioksido pagrindu, tapo didelio susidomėjimo objektu. Kuriant naujos kartos elementus, jų efektyvumas jau viršijo 21 proc. Šie elementai pasižymi konstrukcijos paprastumu ir pigesnėmis žaliavomis, lyginant su dabar paplitusiais (komerciniais) silicio Saulės elementais.
Pasak V. Getaučio, šioje srityje intensyviai darbuojasi kelios dešimtys žinomų kompanijų, konstruojančių ir optimizuojančių perovskitinius Saulės elementus. Išbandomi žinomi, kuriami ir patentuojami nauji puslaidininkiai. „Šios srities lyderiai – Šveicarijos, Pietų Korėjos, Jungtinės Karalystės ir Vokietijos mokslininkai. Kinai dirba daug, jų nepriskirčiau prie minėtų.
Mes bendradarbiaujame su šveicarais, Oksfordo ir Vilniaus universitetų fizikais. Lietuvoje taip pat yra Saulės modulių gamintojų, bet jie neskiria tiek daug finansinių resursų moksliniams darbams ir naujoms technologijoms kurti. Tikiuosi, kad ateityje mūsų verslo įmonės suburs stiprius mokslinius padalinius“, – svarstė profesorius, kurio patentai ir išradimai skaičiuojami dešimtimis.
Panaudojo ankstesnį tyrimą
„Nebuvo taip, kad atsibudęs vieną dieną nutariau, jog kursime medžiagą Saulės elementams. KTU gilios puslaidininkių sintezės mokyklos tradicijos. Besimokydamas pirmame kurse pradėjau darbuotis stiprioje šviesios atminties profesoriaus S. Kutkevičiaus mokslinėje grupėje. Sovietmečiu tyrimai buvo susieti su karo pramone.
Maždaug prieš 3 metus su šveicarais pradėjome vykdyti naujos kartos Saulės elementų srities projektą.
Susikoncentravome į medžiagas perovskitiniams Saulės elementams. Šiam išradimui panaudojome doktoranto Artiomo Magomedovo magistro darbui suformuluotas ir puikiai jo įvykdytas užduotis. Pradėję vykdyti minėtą projektą pritaikėme sukauptą patirtį“, – pasakojo mokslininkas.
KTU chemikai užpatentavo naujų junginių klasę. „Norėjome apimti kuo daugiau medžiagų, kad gautume ir galėtume panaudoti kuo daugiau junginių“, – sakė V. Getautis.
Nauja medžiaga sukėlė revoliuciją
Perovskitų pavadinimas kilęs iš Rusijos mokslininko pavardės. Šis mineralas buvo aptiktas 1839-aisiais Uralo kalnuose ir pavadintas mokslininko Levo Perovskio garbei.
„Šio tipo medžiagos pradėtos taikyti hibridiniuose Saulės elementuose, kuriuose naudojamos ir organinės, ir neorganinės kilmės medžiagos. Deja, dideliu efektyvumu pasižymi tik sintetiniai perovskitai“, – aiškino KTU profesorius.
Jis akcentavo, kad per keletą metų šios medžiagas naudojančių Saulės elementų efektyvumas padidėjo nuo 3–4 proc. iki 22 proc.
„Šioje srityje įvyko tikra revoliucija. Kaip minėjau, perovskitiniai Saulės elementai lenkia dabar naudojamus silicio dėl jų gamybos paprastumo. Be to, silicio atsargos menksta, nes tik dalis kvarcinio smėlio tinka siliciui gaminti, technologija reikalauja daug energijos resursų. Manoma, kad ateityje juos pakeis hibridiniai moduliai, vėliau – elementai, sudaryti iš pigių organinių medžiagų“, – prognozavo mokslininkas.
Komerciniai hibridiniai Saulės elementai tik pradedami gaminti. „Pavyzdžių jau matėme Šveicarijoje. Tai – šveicarų sukurti dekoratyvūs įvairių spalvų skaidrūs langai, gaminantys elektrą. Šalia Oksfordo universiteto įkurta pradedančioji įmonė taip pat gamina naujos kartos Saulės elementus, matėme jų demonstruotą prototipą“, – sakė V. Getautis.
Svarbu, kad atsipirktų
Anot mokslininko, per pastaruosius 5 metus Saulės jėgainių generuojama elektros energija pastebimai atpigo, o naujų ir efektyvesnių Saulės modulių tyrimai žada, kad jų našumas augs, o savikaina mažės.
„Be abejo, tai paskatins ir mūsų išrasti organiniai puslaidininkiai. Globaliu mastu iš visų atsinaujinančių energijos šaltinių didžiausios viltys ir finansavimas siejami su Saulės ir vėjo jėgainėmis. Joms tenka 94 proc. naujų tyrimams skiriamų investicijų.
Vis dėlto iššūkių yra. Svarbiausia pasiekti šių modulių stabilumą ir ilgaamžiškumą. Saulės moduliai turi tarnauti bent 10–20 metų, kad juos vertėtų gaminti ir eksploatuoti. Juose yra greičiau skylančių organinių medžiagų. Taip pat reikia suplanuoti, kaip utilizuoti Saulės modelių sistemą“, – aiškino V. Getautis.
delfi.lt straipsnis
