Tanja Zimmermann: "Sinusubukan naming 'materialize' ang enerhiya"

Ang isang simpleng ideya, ngunit labis na hinihingi sa mga teknikal na termino, ang batayan ng bagong inisyatiba sa pananaliksik ng EMPA na tinatawag na "Mining the Atmosphere".

Sa halip na kunin ang carbon mula sa langis para sa mga plastik na polimer, gamot, hibla, panggatong at mga katulad na produkto, sa katunayan ay maiisip ng isa ang paggamit ng CO2 na matagal nang naroroon sa atmospera.

Ang isang solusyon ay maaaring isang uri ng "atmospheric vacuum cleaner", kung saan maalis ang labis na carbon dioxide mula sa pelikula ng gas na bumabalot sa planetang Earth.

Upang limitahan ang pagbabago ng klima, dapat tayong magbayad hindi lamang para sa mga paglabas ng polusyon sa hinaharap, kundi pati na rin para sa mga makasaysayang pagbabago, posibleng sa pamamagitan ng pag-recycle ng labis na CO2.

Ang perpektong taong makakasamang tuklasin ang paksang ito ay si Tanja Zimmermann, Direktor ng Federal Laboratories para sa Agham at Teknolohiya ng Materyal, na may mga tanggapan na matatagpuan sa Thun, St. Gallen at Dübendorf sa Switzerland.

Isinilang sa Hamburg limampu't limang taon na ang nakalipas, kinuha niya ang kanyang bagong tungkulin bilang CEO ng EMPA noong Hunyo 2022, XNUMX: pumalit siya kay Gian-Luca Bona, na nasa timon ng mahalagang Swiss research body sa halos labintatlong taon.

Natanggap ni Tanja Zimmermann ang kanyang PhD mula saHanseatic City University noong 2007 para sa kanyang mga partikular na pag-aaral, na nagbigay ng batayan para sa mga bagong teknikal na aplikasyon ng selulusa.

Sa pagitan ng 2001 at 2012 nilikha niya ang unang lugar ng pananaliksik sa mga cellulose nanocomposites kapwa sa EMPA at sa Switzerland. Mula 2011 hanggang 2017 siya rin ang responsable para sa laboratoryo ng EMPA para sa mga inilapat na materyales na gawa sa kahoy.

Mula noong taglagas 2017 siya ay naging miyembro ng pamamahala ng institute at responsable para sa Functional Materials Department, na mayroong humigit-kumulang 200 empleyado sa anim na yunit ng pananaliksik: nakikitungo sila sa maraming materyales, mula sa mga batay sa kahoy at selulusa hanggang sa semento at aspalto, mula sa mga high-performance na ceramics hanggang sa polymeric fibers, hanggang sa mga bahagi para sa paggamit ng enerhiya.

Kasabay nito, kinuha niya ang co-leadership ng Research Focus Area Sustainable Built Environment, kung saan ang mga paksa tulad ng circular economy, resource efficiency at ang epektibong pagpapatupad ng Swiss energy strategy ay gumaganap ng pangunahing papel.

Sa nakalipas na tatlong taon, kasama ang kanyang mga kasamahan, lumikha din siya ng isang lugar ng pag-aaral para sa mga materyales sa agham batay sa mga computer at malaking data at, sa pakikipagtulungan sa Imperial College London, itinatag ang Robotics Center para sa EMPA Materials and Technology.

Ipinaliwanag ni Tanja Zimmermann, sa pinuno ng Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, kung bakit higit sa lahat ito ay isang problema sa "tubig", kung ano ang mahalagang gawin upang harapin ito at kung ano ang maaaring gawin mula sa carbon dioxide, isang tipikal na greenhouse gas.

Ang carbon dioxide ay isang mapagkukunan at ang kapaligiran ay ang… "mina"
Martin Ackermann: "Pagbagay sa klima? Protektahan ang iyong sarili”

Paghahanap ng mga solusyon sa krisis sa klima at paggamit ng atmospera bilang isang uri ng "mina" upang kunin ang CO2 at makagawa ng mga mahahalagang produkto at materyales mula dito: hindi ito kabuluhan. Hindi ka ba natatakot na hindi matugunan ang mga inaasahan?

"Sa katunayan, ito ay mga kagyat na problema. Kahit na maabot natin ang 'net zero' at makabisado ang paglipat ng enerhiya, mayroon pa ring masyadong maraming CO2 sa atmospera, kasama ang mga nauugnay na negatibong kahihinatnan nito, tulad ng natutunaw na mga glacier at pagtaas ng matinding phenomena ng panahon. Samakatuwid, napakahalaga na kumilos ngayon at gawin ang ating bahagi. Nakakaramdam ako ng malaking pagganyak, lalo na sa aming mga nakababatang mananaliksik, na magtrabaho sa mahahalagang paksang ito. Kaya ang paggalang sa gawaing ibinigay natin sa ating sarili, talagang oo; takot na hindi makapag-alok ng mga solusyon, hindi”.

At kaya ba ng Federal Laboratory for Materials Science and Technology at EAWAG ang Herculean na gawaing ito nang mag-isa?

"Oo naman. Maaari lang akong sumang-ayon sa aking mga kasosyo at kasamahan sa EAWAG. Napakagandang magawang makipagtulungan sa Federal Institute of Aquatic Science and Technology sa isang simple at mahusay na paraan. Ang problema ay napakakomplikado na maaari lamang nating malutas ito nang magkasama, iyon ay, sa lahat ng mga institusyon ng Federal Polytechnics Sector, ngunit din sa labas nito, kabilang ang sa isang internasyonal na antas. Pagkatapos ng lahat, ang problema ay hindi hihinto sa mga hangganan. Kailangan din nating isangkot ang mga gumagawa ng desisyon mula sa industriya, pampublikong administrasyon at pulitika nang maaga upang makabuo ng mga solusyon na may tunay na epekto. Gaya ng sinabi ko sa simula, hindi tayo maliit ang iniisip.”

Carbon Capture and Storage: paano natin dapat gamitin ang CO2?
Pagkuha at pag-iimbak ng CO2: 5 diskarte sa pagpunta sa net zero

Dahil sa likas na katangian nito bilang laboratoryo para sa teknolohiya ng mga materyales, ano ang papel ng EMPA sa lahat ng ito?

"Tungkol sa napapanatiling enerhiya, isang kabalintunaan ang magaganap at dapat nating ituro ito: sa hinaharap, sa pagpapalawak ng photovoltaics at iba pang katulad na mga solusyon, magkakaroon tayo ng labis na enerhiya sa tag-araw, ngunit napakaliit sa taglamig. Upang mabayaran ang sitwasyong ito, sinusubukan naming 'materialize' ang enerhiya, iyon ay, upang i-convert ito sa mga storable chemical energy carrier, tulad ng hydrogen o methane, gamit ang CO2 mula sa atmospera!”.

Na nagdadala sa atin sa pagkuha ng kapaligiran...

“Eksakto. Ang aming pananaw ay ibahin ang sarili mula sa isang lipunang naglalabas ng CO2 tungo sa isang lipunang nagbubuklod ng carbon dioxide sa pamamagitan ng pagbuo ng mga naaangkop na materyales at teknolohiya. At ito ay isang pangangailangan, sinalungguhitan ko itong muli, dahil kahit na matapos ang paglipat ng enerhiya ay kailangan pa rin nating 'linisin' ang kapaligiran ng polusyon ng CO2 na dulot natin sa nakalipas na dalawang daang taon upang maiwasan ang karagdagang pagtaas sa mundo. temperatura".

Sa Blockchain pagkuha at muling paggamit ng carbon dioxide
Ano ang magiging halaga ng isang CO2-neutral na Switzerland?

Ano ang iyong tinatayang agenda?

“Kasalukuyan kaming nagtatrabaho sa iba't ibang 'pillars', sa mga pundasyon, ng aming konsepto: ang pagkuha ng CO2, ang kemikal na conversion nito at, sa wakas, ang mga teknolohiya upang makagawa ng mga materyales na may mataas na dagdag na halaga mula dito, kung saan ang carbon ay iuugnay. sa pangmatagalan. Ang mga unang proyekto para sa mga teknolohiyang negatibong emisyon, tulad ng mga materyales sa insulasyon na nakabatay sa biochar, ay isinasagawa na sa EMPA (isang carbonaceous na materyal na nakuha sa pamamagitan ng thermal degradation, sa parehong oras na magkakaiba at mayaman sa mga aromatic at mineral system, ed.) at mga uri ng semento na sumisipsip ng CO2 sa panahon ng proseso ng konsolidasyon sa halip na ilabas ito. Ang mga karagdagang hakbangin ay inaasahang magsisimula sa susunod na taon. Halimbawa, ako mismo ay nais na ilunsad ang tema ng kahoy, na batay sa aking background bilang isang mananaliksik. Ang mga unang talakayan sa pagitan ng iba't ibang mga interesadong partido ay isinasagawa at ito ay tiyak na kapana-panabik."

Anong mga tiyak na tanong ang balak mong sagutin?

“Ang focus ng EMPA ay sa pagbuo ng mga makabagong materyal na nakabatay sa carbon at mga kaugnay na teknolohiya, lahat sa pamamagitan ng mga system approach. Upang magsimula, halimbawa, may mga bagong materyales sa konstruksiyon na may negatibong CO2 footprint, mga makabagong teknolohiya sa produksyon upang makagawa ng huli sa isang pang-industriya na sukat (kundi pati na rin ang iba pang mga hilaw na materyales, halimbawa para sa industriya ng kemikal), mahusay na methanation at mga catalyst para sa conversion ng carbon dioxide at hydrogen sa methane, pati na rin ang mga bagong konsepto para sa 'pagsipsip' ng CO2 mula sa atmospera sa pinaka-epektibong enerhiya na paraan na posible. Dapat at lalo nating isaalang-alang ang lahat ng mga materyales at proseso sa kanilang buong ikot ng buhay, na dapat ay pabilog sa halip na linear, kung posible...".

Mga bagong gasolina mula sa artipisyal na photosynthesis sa mga bula ng sabon
Init na nakaimbak sa ilalim ng lupa upang mabawasan ang CO2 mula sa mga gusali

Kailangan ding pondohan ang mga bagong pagkukusa sa pananaliksik. Saan galing ang pondo?

“Tustusan namin ang aming inisyatiba sa 'Startup Grant na aming natanggap mula sa Council of the Federal Institutes of Technology at sa mga pondo mula sa aming mga reserba, sa kabuuan ay humigit-kumulang limang milyong franc. Siyempre, gusto rin naming magtaas ng mga karagdagang mapagkukunan mula sa mga ikatlong partido, mula sa mga pampublikong katawan at mula sa aming mga kasosyo sa industriya."

Marami ang kasalukuyang ginagawa sa lugar na ito, halimbawa sa pamamagitan ng Coalition for Green Energy and Storage (CGES) at ang magkasanib na mga hakbangin ng ETH Domain. Hindi ba pareho silang lahat ng ginagawa?

"Ang lahat ng mga hakbangin na ito ay mahalaga! Ang CGES, isang pangunahing aktibidad ng dalawang Federal Institutes of Technology sa Zurich at Lausanne kasama ang Paul Scherrer Institute at EMPA, ay tumatalakay sa pag-iimbak ng napapanatiling enerhiya o pag-convert, halimbawa, solar energy sa chemical energy carrier tulad ng hydrogen, methane o methanol , ang tinatawag na Power-to-X na proseso. Ang focus dito ay ang mga MegaWatt system, ibig sabihin, malakihang pag-deploy o pag-upscale ng mga kasalukuyang teknolohiya sa mga pang-industriyang kasosyo, tulad ng mga binuo sa diskarte na konektado sa aming mobility demonstrator o sa platform ESI (Energy System Integration, ed.) ng PSI mismo. Bagama't mayroong ilang overlap sa proyektong 'Mining the Atmosphere', iniisip na namin ang higit pa sa paglipat ng enerhiya at naglalayon para sa isang ganap na bagong sistema ng paikot na ekonomiya, batay sa carbon-negative na mga materyales."

Digital na paglipat at neutralidad sa klima upang makalabas sa tunnel
Sa tagtuyot, hindi na nag-iimbak ng carbon ang mga earthworm

Bakit mahalagang gampanan ng Switzerland ang pangunguna sa lugar na ito?

"Ang Switzerland ay patuloy na isang internasyonal na pinuno sa pagbabago, pangunahin dahil sa magandang kondisyon ng balangkas. Kaya naman kami ay may perpektong posisyon upang bumuo ng mga teknolohiya at konsepto sa loob ng mga patuloy na inisyatiba, pagkatapos ay ilapat ang mga ito at dalhin ang mga ito sa merkado. At ito ay higit pang magpapataas sa internasyonal na pagiging mapagkumpitensya ng industriya ng Switzerland...".

Martin Eichler: "16,3 bilyon para sa pagkuha at pag-iimbak ng carbon"
Isang makabagong teknolohiyang quantum na ganap na nakabatay sa carbon