Αναδημοσίευση από τα Χανιώτικα Νέα και την Ελευθεροτυπία, για την έρευνα του του Ιδρύματος Τεχνολογίας Έρευνας (Ι.Τ.Ε.), του οποίου διευθυντής ερευνών του Ινστιτούτου Ηλεκτρονικής Δομής και Λέιζερ (ΙΗΔΛ), είναι ο συμπολίτης μας Αντώνης Ανδριώτης. Στη δημιουργία “ηλιακών καυσίμων” μέσα από «νέα υλικά απορρόφησης ηλιακής ενέργειας ορατού φάσματος» αναμένεται να συντελέσει η έρευνα που συντελείται στο Ίδρυμα Τεχνολογιών Έρευνας (Ι.Τ.Ε.) της Κρήτης.
Στο θέμα αυτό αναφέρεται σε ανακοίνωσή του (ο εκ Πλωμαρίου καταγόμενος) διευθυντής ερευνών του Ινστιτούτου Ηλεκτρονικής Δομής και Λέιζερ (ΙΗΔΛ) του Ιδρύματος Τεχνολογίας Ερευνας (Ι.Τ.Ε.) δρ Αντώνης Ανδριώτης.
Σε σχετικό δελτίο Τύπου αναφέρεται ότι «οι μέθοδοι αφ’ ενός μεν της ηλεκτροχημικής φωτόλυσης (ΗΧΦ) του νερού (Η2Ο) και αφετέρου της φωτοκαταλυτικής αναγωγής του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) αποτελούν δύο από τις πιο ελπιδοφόρες τεχνικές για την παραγωγή καθαρών καυσίμων χρησιμοποιώντας την ηλιακή ενέργεια». Και ότι «σε μια σειρά πρόσφατων δημοσιεύσεων, ο δρ Αντώνης Ανδριώτης (του ΙΗΔΛ/ΙΤΕ) σε συνεργασία με τον καθηγητή Madhu Menon (του Πανεπιστημίου του Kentucky στο Lexington, ΚΥ, Η.Π.Α.) προέβλεψαν ότι ο εμπλουτισμός του υλικού GaN [νιτρίδιο του Γαλλίου (Ga)] με προσμείξεις αντιμονίου (Sb) επιτρέπει τη χειραγώγηση του εύρους του ενεργειακού του χάσματος».
Σε συνέντευξη με τον κ. Ανδριώτη επιχειρήσαμε μια επεξήγηση της έρευνας που διεξάγεται στο Ι.Τ.Ε.:
• Τι είναι τα “ηλιακά καύσιμα”. Πού μπορεί να χρησιμοποιηθούν;
«Με τον όρο ηλιακά καύσιμα αναφερόμαστε σε καύσιμα που παράγονται με τη χρήση της ηλιακής ενέργειας. Κλασικά παραδείγματα είναι η παραγωγή υδρογόνου και παράγωγα αναγωγής του διοξειδίου του άνθρακα (π.χ. μεθάνιο)».
• Πού ακριβώς εστιάζεται η έρευνά σας; Με ποιον τρόπο έγινε; Ποια τα αποτελέσματα;
«Η έρευνά μου είναι θεωρητική με βασικό εργαλείο μου τον ηλεκτρονικό υπολογιστή. Η έρευνα μου εστιάζεται στο κομμάτι της έρευνας αυτής που αφορά την παραγωγή υδρογόνου μέσω της φωτο-ηλεκτροχημικής διάσπασης του νερού. Ειδικότερα αφορά την έρευνα για τον εντοπισμό υλικών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον σκοπό αυτό. Όπως αναφέρω και στο δελτίο Τύπου τα υλικά που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ηλεκτροχημική διάσπαση του νερού, πρέπει να έχουν ορισμένες ιδιότητες. Υλικά όμως με τέτοιες ιδιότητες σπανίζουν στη φύση. Πρέπει να τα φτιάξουμε, να τα συνθέσουμε. Η έρευνα λοιπόν στον τομέα αυτό εστιάζεται στην ανεύρεση τέτοιων (τεχνικά δημιουργουμένων) υλικών που να ικανοποιούν τις απαραίτητες προϋποθέσεις. Αυτό μπορεί να γίνει βέβαια στο εργαστήριο όπου με τη μέθοδο “trial and error” μπορούν να γίνονται πειράματα και να δοκιμάζονται συνθέσεις νέων υλικών. Αυτή όμως η πειραματική διαδικασία είναι χρονοβόρα, αντιοικονομική και περιορίζεται σε ένα μικρό αριθμό συνθέσεων. Απ’ την άλλη πλευρά, η θεωρητική έρευνα συνδράμει στη κατεύθυνση αυτή μια και μπορεί να “συνθέσει” απεριόριστο αριθμό νέων υλικών και να εντοπίσει υλικά με τις ιδιότητες που θέλουμε με τρόπο γρήγορο και οικονομικό. Αυτό γίνεται με διάφορα μοντέλα θεωρητικών υπολογισμών με τη χρήση των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Μ’ αυτό τον τρόπο μπορούμε να εξετάσουμε μια πληθώρα πιθανών νέων συστημάτων γρήγορα και με ελάχιστο κόστος. Ετσι, ελαχιστοποιείται ο πειραματικός εντοπισμός των εν δυνάμει κατάλληλων υλικών. Απλά, αν οι θεωρητικοί υπολογισμοί έχουν σαφείς ενδείξεις για ένα νέο υλικό που εντόπισαν και που μπορεί να είναι κατάλληλο στη διεργασία αυτή, τότε το αναλαμβάνει η πειραματική ομάδα που επιβεβαιώνει ή μη τα θεωρητικά συμπεράσματα. Αυτό έγινε και στην περίπτωσή μας όπως αναφέρεται στο δελτίο Τύπου».
• Σε τι αναμένεται να συντελέσει η ανακάλυψή σας;
«Μετά και την πειραματική επιβεβαίωση της καταλληλότητας του υλικού που προβλέψαμε, το υλικό αυτό προσφέρεται για την εμπορική αξιοποίησή του προκειμένου να χρησιμοποιηθεί σαν υλικό φωτοηλεκτροχημικών στοιχείων της φωτολυτικής διάσπασης (ηλεκτρόλυσης) του νερού».
• Ειδικότερα με ποια υλικά απορρόφησης ηλιακής ενέργειας μπορεί να δημιουργηθούν ηλιακά καύσιμα;
«Όπως αναφέρω στο δελτίο Τύπου, τα υλικά, που απαιτούνται για την ηλεκτροχημική φωτόλυση του νερού, πρέπει να ικανοποιούν ορισμένες ιδιότητες. Τέτοια υλικά έχουν βρεθεί (π.χ. υλικά με βάση το GaN, το GaAs, το SiO2, το WO3, το CdS κ.λπ.), αλλά ακόμη οι αποδόσεις τους δεν ικανοποιούν τα επίπεδα που θέλουμε. Επί προσθέτως, μεγάλη προσπάθεια γίνεται να βρούμε υλικά που να βασίζονται σε πρώτες ύλες που είναι σε αφθονία στη φύση όχι μόνο για να έχουν μειωμένο κόστος παραγωγής, αλλά και για να είναι ευρέως διαθέσιμα».
• Σε ποια κατεύθυνση θα συνεχιστούν οι έρευνές σας;
«Στο θεωρητικό κομμάτι του τομέα αυτού, συνεχίζουμε το “ψάξιμο”. Βελτιώνουμε τα μοντέλα υπολογισμών, των προσεγγίσεων καθώς και των θεωριών πρόβλεψης. Είναι ένας τομέας διεπιστημονικός, που φέρνει κοντά ερευνητές από διάφορα πεδία (φυσική, φυσική και χημεία υλικών, υπολογιστική φυσική και χημεία, στατιστική)».
• Η Ελλάδα έχει να επιδείξει επιτεύγματα στον επιστημονικό τομέα μέσα από τη δουλειά που επιτελείται στο Ι.Τ.Ε. Πόσο όμως η οικονομική κρίση και οι περικοπές επηρεάζουν την έρευνα;
«Θα αποφύγω να απαντήσω στην ερώτησή σας αυτή γιατί αναγκαστικά δεν θα πω τίποτε καινούργιο. Αρκεί, αυτοί που επιμένουμε ακόμα στην έρευνα, να μην εγκαταλείψουμε τον ιδιότυπο μοναχισμό μας και να αντιστεκόμαστε στην έλλειψη ουσιαστικών εθνικών δομών έρευνας, χρηματοδότησης και αξιοποίησης των ερευνητικών αποτελεσμάτων».
Και το δημοσίευμα από την εφημερίδα Ελευθεροτυπία.
ΝΕΑ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΤΟΥ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΚΡΗΤΗΣ – Καθαρά καύσιμα από ηλιακή ενέργεια
Του ΓΙΑΝΝΗ ΛΥΒΙΑΚΗ
Σε ανακάλυψη νέων υλικών για δημιουργία «ηλιακών καυσίμων» προχώρησε το Ιδρυμα Τεχνολογιών Ερευνας (ΙΤΕ) της Κρήτης. Σε σχετική ανακοίνωσή του το ΙΤΕ εξήγησε ότι «οι μέθοδοι αφ’ ενός μεν της ηλεκτροχημικής φωτόλυσης (ΗΧΦ) του νερού (Η2Ο) και αφ’ ετέρου της φωτοκαταλυτικής αναγωγής του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) αποτελούν δύο από τις πιο ελπιδοφόρες τεχνικές για την παραγωγή καθαρών καυσίμων χρησιμοποιώντας την ηλιακή ενέργεια».
Και ότι «σε μια σειρά πρόσφατων δημοσιεύσεων, ο δρ Αντώνης Ανδριώτης (του ΙΗΔΛ/ΙΤΕ) σε συνεργασία με τον καθηγητή Madhu Menon (του Πανεπιστημίου του Kentucky στο Lexington, ΚΥ, ΗΠΑ) προέβλεψαν ότι ο εμπλουτισμός του υλικού GaN [νιτρίδιο του Γαλλίου (Ga)] με προσμείξεις αντιμονίου (Sb) επιτρέπει τη χειραγώγηση του εύρους του ενεργειακού του χάσματος».
Ο ίδιος ο κ. Ανδριώτης μάς εξήγησε ότι «με τον όρο ηλιακά καύσιμα αναφερόμαστε σε καύσιμα που παράγονται με τη χρήση της ηλιακής ενέργειας. Κλασικά παραδείγματα είναι η παραγωγή υδρογόνου και παράγωγα αναγωγής του διοξειδίου του άνθρακα (π.χ. μεθάνιο)».
Ο ίδιος επισήμανε:
«Η έρευνά μου είναι θεωρητική με βασικό εργαλείο μου τον ηλεκτρονικό υπολογιστή. Η έρευνά μου εστιάζεται στο κομμάτι της έρευνας αυτής που αφορά την παραγωγή υδρογόνου μέσω της φωτο-ηλεκτροχημικής διάσπασης του νερού. Ειδικότερα αφορά την έρευνα για τον εντοπισμό υλικών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον σκοπό αυτό. Οπως αναφέρω και στο δελτίο Τύπου, τα υλικά που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ηλεκτροχημική διάσπαση του νερού πρέπει να έχουν ορισμένες ιδιότητες. Υλικά, όμως, με τέτοιες ιδιότητες σπανίζουν στη φύση. Πρέπει να τα φτιάξουμε, να τα συνθέσουμε.
Η έρευνα λοιπόν στον τομέα αυτό εστιάζεται στην ανεύρεση τέτοιων (τεχνικά δημιουργουμένων) υλικών που να ικανοποιούν τις απαραίτητες προϋποθέσεις. Αυτό μπορεί να γίνει, βέβαια, στο εργαστήριο όπου με τη μέθοδο “trial and error” μπορούν να γίνονται πειράματα και να δοκιμάζονται συνθέσεις νέων υλικών. Αυτή όμως η πειραματική διαδικασία είναι χρονοβόρα, αντιοικονομική και περιορίζεται σε ένα μικρό αριθμό συνθέσεων.
Απ’ την άλλη πλευρά, η θεωρητική έρευνα συνδράμει στην κατεύθυνση αυτή μια και μπορεί να “συνθέσει” απεριόριστο αριθμό νέων υλικών και να εντοπίσει υλικά με τις ιδιότητες που θέλουμε με τρόπο γρήγορο και οικονομικό. Αυτό γίνεται με διάφορα μοντέλα θεωρητικών υπολογισμών με τη χρήση των ηλεκτρονικών υπολογιστών.
Μ’ αυτό τον τρόπο μπορούμε να εξετάσουμε μια πληθώρα πιθανών νέων συστημάτων γρήγορα και με ελάχιστο κόστος. Ετσι, ελαχιστοποιείται ο πειραματικός εντοπισμός των εν δυνάμει κατάλληλων υλικών. Απλά, αν οι θεωρητικοί υπολογισμοί έχουν σαφείς ενδείξεις για ένα νέο υλικό που εντόπισαν και που μπορεί να είναι κατάλληλο στη διεργασία αυτή, τότε το αναλαμβάνει η πειραματική ομάδα που επιβεβαιώνει ή μη τα θεωρητικά συμπεράσματα. Αυτό έγινε και στην περίπτωσή μας όπως αναφέρεται στο δελτίο Τύπου».
«Μετά και την πειραματική επιβεβαίωση της καταλληλότητας του υλικού που προβλέψαμε, το υλικό αυτό προσφέρεται για την εμπορική αξιοποίησή του προκειμένου να χρησιμοποιηθεί σαν υλικό φωτοηλεκτροχημικών στοιχείων της φωτολυτικής διάσπασης (ηλεκτρόλυσης) του νερού».
Πηγή: www.haniotika-nea.gr & www.enet.gr
