Твердий водень для зберігання чистої енергії – рішення, створене випускниками Elisava, отримало нагороду James Dyson Award

Коли Анна Мартін, Марсель Ровіра та Маріона Фігерас, сьогодні випускники інженерії промислового дизайну Університетської школи Elisava в Барселоні, навчалися на другому курсі, вони чітко розуміли, що їм потрібно створити щось здатне вийти за вузькі рамки їхніх конспектів. Тож, після хакатону, в якому брав участь Ровіра, вони почали зустрічатися щоп'ятниці ввечері, щоб працювати над тим, що часто називали «своїм власним предметом», проєктом, який би вирішував проблему використання надлишків відновлюваної енергії, яка не споживається. З тих зустрічей і робочих сесій, підштовхнуті власною пристрастю та бажанням впроваджувати інновації, і з додаванням Лукаса Вінсента, хіміка, виник Atom H2, рішення, яке перетворює надлишок чистої енергії на водень, який зберігається у твердому стані для повторного використання як енергії, коли це необхідно. Проєкт, який вони мали можливість інкубувати в Силіконовій долині (США) та фінансувати державними та приватними коштами (переважно європейськими). Модуль зберігання, який вони створили, дозволив їм виграти національний етап James Dyson Awards 2024; нагороди, організовані однойменним Фондом, які прагнуть «відзначити, мотивувати та надихнути наступне покоління інженерів, закликаючи їх розробити щось, що вирішує проблему», присутню в суспільстві, за словами Марії Родрігес, старшого інженера-конструктора в Dyson.

Твердий водень для використання чистої енергії

На першому етапі рішення Atom H2 буде зосереджено на обслуговуванні віддалених місць, відключених від електромережі, тому вони проводять пілотні випробування з компаніями сектору телекомунікаційних веж (які працюють на дизельних генераторах). Але як працює цей процес? «Спочатку відбувається генерація відновлюваної енергії на місці, завдяки сонячним панелям або вітряним млинам. Ця енергія споживається вежею, але коли виробляється більше енергії, ніж споживається, цей надлишок проходить через електролізер, який перетворює енергію на водень, розділяючи молекули води», — пояснює Ровіра. «Потім ми зберігаємо його у твердому стані в нашій технології Core, яка не потребує високого тиску або низьких температур, і коли це необхідно, пропускаємо його через паливний елемент, і він знову перетворюється на електроенергію, наприклад, на ніч або взимку», — додає він. Система, яку вони доповнюють літієвими батареями, оскільки, як вони зазначають, водень дуже добре підходить для тривалого зберігання, тоді як ці батареї дуже ефективні у повсякденному житті. Тому, перш ніж виробляти водень, першим кроком є ​​заряджання цих акумуляторів. «У всій цій системі є три компоненти: електролізер; зберігання; і паливний елемент, який дозволяє нам знову використовувати його у формі електроенергії», — стверджує Мартін. Той факт, що це модульна система, також дозволить додавати додаткові блоки зберігання, залежно від потреби в енергії. Універсальність, яка в майбутньому зробить її придатною для використання як у житлових, так і в промислових умовах, хоча наразі вони зосереджуються на потребах віддалених місць або як резервне джерело енергії, наприклад, для лікарень або центрів обробки даних: «Для телекомунікаційної вежі, яка споживає від одного до двох кіловат, постійна робота дизельного генератора означає вартість (включаючи технічне обслуговування) близько 160 000 євро за 10 років, витрати, які, за оцінками, скоротяться вдвічі з нашою системою», — зазначає Ровіра.

Шукають людей, які вирішують проблеми

Ініціативи, такі як James Dyson Awards, які проводяться безперервно з 2004 року, не лише служать для визнання інноваційних зусиль, але й можуть створити мультиплікативний ефект в екосистемі підприємництва та досліджень країни. «На місцевому рівні, оскільки вони підкреслюють важливість інновацій, особливо коли йдеться про питання глобального масштабу, як-от зберігання енергії у випадку Atom H2», — стверджує Родрігес. «Проєкт-переможець приваблює інтерес інвесторів і потенційних партнерів, що може стимулювати національну підприємницьку культуру та заохочувати інших новаторів досліджувати ідеї, які вирішують нові виклики». Ключ, додає вона, полягає в розробці проєктів, які прагнуть створити позитивний вплив на громади та вирішувати нагальні глобальні виклики. Такі сфери, як стійкі технології; кліматичні рішення, такі як зменшення відходів; інновації у відновлюваній енергетиці; і досягнення в медичній інженерії. «Крім того, зростання штучного інтелекту (ШІ) і підключених технологій пропонує можливості для інтеграції інновацій на основі даних у практичні застосування, які покращують повсякденне життя багатьох людей, наприклад, людей з обмеженими можливостями, хронічними захворюваннями або обмеженою рухливістю», — зазначає речниця Dyson.

Візуалізація соціального боку інженерії

Такі застосування можуть допомогти новим поколінням студентів візуалізувати більш людський і соціальний бік інженерії, відходячи від хибної ідеї, що це завжди щось холодне і технологічне. Неправильне враження, яке, на думку Марти Олеа, віце-ректорки з комунікацій і професорки Вищої технічної школи інженерії комп'ютерних систем Мадридського політехнічного університету, може частково пояснити зниження попиту на інженерні спеціальності. «Це відбувається через сприйняття складності інженерних спеціальностей, через їхнє математичне, фізичне та технологічне навантаження. Але це також може бути пояснено нашою невдачею в комунікації інженерії з соціальної та людської точки зору», або навіть з попереднього етапу освіти, «коли вчителі середньої школи не можуть достатньо мотивувати учнів, щоб їх привабила технічна кар'єра», — стверджує вона. Згідно з дослідженням Інституту випускників інженерії та технічних інженерів Іспанії (Ingite), кількість студентів, зарахованих на інженерні спеціальності, зменшилася на 40% за останні 20 років, а також з 24% студентів у 2002-2003 навчальному році лише до 12,72% у 2022-2023 роках. Дані, які, однак, контрастують з очікуваннями чистого зростання зайнятості в період з 2023 по 2027 рік для більшості галузей інженерії, згідно з Randstad, і особливо в галузях інформатики та телекомунікацій (через цифрову трансформацію); модернізації промисловості; і сталого розвитку, через перехід до більш зеленої економіки та впровадження чистої енергії. Для Олеа візуалізація більш людського боку інженерії принесе численні переваги: ​​з одного боку, це допоможе зменшити гендерний розрив у цих дослідженнях; а з іншого — збільшить кількість покликань. «Застосування в галузі біомедичної інженерії є очевидними, враховуючи всі гаджети та подібне, що робиться. Наприклад, один проєкт, який у нас був тут, у Політехнічному університеті Мадрида, був браслетом, який надягали літнім людям, щоб передбачити, на основі п’яти параметрів і за допомогою ШІ, коли їх госпіталізують, і таким чином вжити необхідних заходів, щоб запобігти цьому». Критичне застосування для продовження якості життя людей, особливо якщо врахувати, що, як нагадує Олеа, коли літня людина потрапляє до лікарні, відбувається значне погіршення її здібностей. Соціальний вплив інженерії також помітний у багатьох проєктах міжнародного співробітництва. «В одному африканському селі ми розробили проєкт, який фінансувався Фондом Хосе Ентреканалеса Ібарри, тому що під час сезону дощів вони завжди залишалися ізольованими, і діти не могли навіть відвідувати школу. Єдине, що потрібно було зробити, це підняти дорогу, яка з'єднувала їх з головним селом, тож це була дипломна робота групи студентів інженерії доріг. Вони бачили, як осушувати воду, які матеріали класти...» Щодо гендерного розриву, Олеа визнає, що ситуація для інженерних досліджень покращилася за останні роки, що підтверджує Ingite: за останні 9 років вона збільшилася на 27,42%, з 44 402 у 2015-2016 навчальному році до 56 579 у 2023-2024 навчальному році, що становить 24,8% від загальної кількості студентів, зарахованих на інженерні спеціальності.

Рекомендовані курси