安iat potrzebuje ogniw paliwowych

Wod鏎

Z prof. ZBIGNIEWEM JERZYM GALUSEM z Wydzia逝 Chemii Uniwersytetu Warszawskiego rozmawia WALDEMAR PxWSKI.

– Jak najkr鏂ej mo積a scharakteryzowa dziedzin, kt鏎 Pan si zajmuje?
– Moj specjalno軼i jest elektrochemia. Dzieli si ona na jonik, gdzie badamy w豉軼iwo軼i substancji jonowych w roztworach r騜nych rozpuszczalnik闚 i cia豉ch sta造ch oraz na bardziej blisk mi elektrodyk, kt鏎a zajmuje si reakcjami zwi您k闚 i jon闚, przebiegaj帷ymi na elektrodach.

– Czy s jeszcze w elektrochemii zjawiska owiane tajemnic? Jakie zagadki kryj w sobie tak bliskie w zakresie zastosowa galwanotechnika czy budowa akumulator闚?
– Tylko laikom mo瞠 si wydawa, i elektrochemia jest nauk zamkni皻. Ona si dzi otwiera, np. na bioelektrochemi czy elektrometalurgi, wchodzi we wsp馧prac z innymi dziedzinami nauki i ich zastosowaniami, a przez to tworz si nowe jako軼i.
Przed kilkunastu laty pojawi造 si np. techniki powierzchniowe – spektroskopia, mikroskopia si atomowych i mikroskopia tunelowa, dzi瘯i kt鏎ym mo瞠my o wiele dok豉dniej ni kiedy rozpoznawa stan powierzchni elektrod. W 2000 r., na Mi璠zynarodowym Kongresie Towarzystwa Elektrochemicznego, wyg這si貫m referat podsumowuj帷y rozw鎩 elektrochemii w ubieg造m wieku. Podzieli貫m stulecie na cztery okresy, a czwarty wyr騜ni貫m w momencie, gdy wspomniane techniki mikroskopowe zacz窸y stawa si coraz powszechniejsze. To dzi瘯i nowym narz璠ziom elektrochemia rozwija si w wielu kierunkach, a my nauczyli鄉y si sterowa procesami zachodz帷ymi na elektrodach. I to w spos鏏 tak precyzyjny, 瞠 potrafimy obecnie uk豉da na nich r騜ne substancje, warstwa po warstwie i to w wymiarze atomowym.

– Czy jeste鄉y mocni w elektrochemii w skali mi璠zynarodowej?
– Chemia sta豉 u nas zawsze na wysokim poziomie. Elektrochemia r闚nie. Mieli鄉y wiele osi庵ni耩 w tej dziedzinie. Wystarczy wspomnie zmar貫go w 1985 r. prof. Wiktora Kemul, z kt鏎ym niegdy wsp馧pracowa貫m. Mia katedr na Uniwersytecie Warszawskim, zajmowa si polarografi, kt鏎 studiowa jeszcze przed wojn oraz rozwija metody woltamperometryczne. Prace nad wykorzystaniem elektrod rt璚iowych mia造 w tamtym czasie du瞠 znaczenie w elektroanalizie chemicznej i nadawa造 w pewnym zakresie ton w elektrochemii 鈍iatowej. Potem jednak nak豉dy finansowe na te i podobne badania w innych pa雟twach ros造, a w Polsce niestety nie. Mimo to, nasza dzisiejsza elektrochemia jest nadal dobrze widoczna w 鈍iecie, publikujemy w dobrych czasopismach, koledzy pracuj na stanowiskach profesorskich za granic, g堯wnie w USA i Kanadzie. Obecnie elektrochemia nie jest ju tak relatywnie tani dziedzin bada jak kiedy. Za ma這 anga簑jemy w Polsce 鈔odk闚 na pe軟e badania stanu powierzchni elektrod, za ma這 mamy nowoczesnych przyrz康闚. To zwi瘯sza nasz dystans wobec najlepszych.

– Jakie jest wi璚 praktyczne znaczenie elektrochemii obecnie?

– Zasadnicz cz窷 wsp馧czesnej elektrochemii stanowi przemiany chemiczne, kt鏎e zachodz np. w ka盥ej baterii. Wiele urz康ze, ka盥y nowy zegarek ma jakie 廝鏚這 zasilania. I te 廝鏚豉 zasilania – coraz bardziej niezawodne, coraz d逝瞠j pracuj帷e – powstaj dzi瘯i badaniom i rozwojowi elektrochemii. Poszukuje si coraz wydajniejszych akumulator闚 oraz coraz lepszych ogniw paliwowych. Tutaj post瘼 istnieje, aczkolwiek mo瞠 nie jest on w praktyce jeszcze dobrze widoczny.
Tradycyjne ogniwa, np. wyst瘼uj帷e w zegarkach, maj okre郵ony czas pracy, uzale積iony od zasob闚 materia堯w elektroaktywnych. Natomiast ogniwa paliwowe pracuj w spos鏏 ci庵造 i intensywno嗆 ich pracy mo瞠 by na bie膨co regulowana. S ju pierwsze urz康zenia pracuj帷e na ogniwach paliwowych, przede wszystkim tlenowodorowych, opartych na wodorze. Jednak w ogniwach tego typu powierzchnie elektrod ulegaj帷 zanieczyszczeniu spowalniaj po膨dane reakcje chemiczne. Szuka si wi璚 takich materia堯w, takich dodatk闚 powierzchniowych, kt鏎e zniweluj ten niekorzystny efekt. Wi捫e si to z udoskonalaniem metod pozyskiwania czystego wodoru – g堯wnie z procesu rozk豉du wody, w spos鏏 w miar 豉twy, bezpieczny i op豉calny na du膨 skal. Istotnym problemem jest bezpieczne magazynowanie wodoru. Trwaj r闚nie badania nad ogniwami, w kt鏎ych wykorzystywany jest metanol. Problemem s na razie silne zanieczyszczenia powierzchni elektrod, kt鏎e zmieniaj w niekorzystny spos鏏 ich w豉sno軼i. Stosowane s w tych procesach elektrokatalizatory z metali szlachetnych, g堯wnie z platyny, co jednak bardzo podra瘸 ca造 proces. Wynalezienie efektywnych i niedrogich elektrokatalizator闚 z innych materia堯w, otworzy這by nowe perspektywy w tej dziedzinie.

– W czym specjalizuj si polscy elektrochemicy?
– Cho熲y w badaniach elektrod modyfikowanych. Modyfikowanie klasycznych przewodnik闚 r騜nymi substancjami zmienia w豉sno軼i elektrod. Jest u nas du穎 prac, w kt鏎ych wykorzystuje si do bada np. elektrody wytworzone z polimer闚 przewodz帷ych. Prowadzimy te efektywne badania w zakresie ochrony przed korozj oraz badania podstawowych proces闚 elektrochemicznych zachodz帷ych w niecodziennych stanach i warunkach z u篡ciem elektrod o rozmiarach mikronowych. Zastosowanie takich elektrod otwiera nowe mo磧iwo軼i poznania reakcji w 鈔odowiskach ma這 penetrowanych, np. w niekt鏎ych cia豉ch sta造ch. Badania na poziomie molekularnym, stosowanie impuls闚 mikrosekundowych itp. wymagaj u篡cia najnowocze郾iejszej aparatury oraz przeprowadzania oblicze i symulacji komputerowych.

– Ma Pan ogromne do鈍iadczenie, 篡ciowe i zawodowe. Prosz powiedzie, czy nasi m這dzi naukowcy, chemicy r騜ni si od koleg闚 z wcze郾iejszych rocznik闚?
– Nie mam pewno軼i, czy moja odpowied b璠zie w pe軟i obiektywna. Ale zauwa瘸m jedno – kiedy, gdy ja pracowa貫m z m這dymi lud幟i na tutejszym wydziale chemii – by造 to bardzo wyselekcjonowane jednostki. Z jednego rocznika zostawa這 na wydziale kilka najlepszych os鏏. Dzi na wydziale mamy ponad 30 profesor闚, jest studium doktoranckie, na kt鏎e ucz瘰zcza ...120 os鏏! Si陰 rzeczy w tej grupie znajduj si ludzie, o kt鏎ych m闚i. Ale wi瘯szo嗆 stanowi chyba ci, dla kt鏎ych doktorat to nie tyle realizowanie 篡ciowej pasji i zainteresowa naukowych przysz貫go uczonego, a raczej rodzaj jeszcze jednej szko造. Pasjonaci i zapale鎍y s, ale organizacja pracy na uczelniach stopniowo si zmienia.

– Dzi瘯uj za rozmow.

Prof. Zbigniew J. GALUS otrzyma nagrod prezesa Rady Ministr闚 za 2003 r. za wybitny dorobek naukowy. Jest cz這nkiem Komisji Bada na Rzecz Rozwoju Nauki dzia豉j帷ej przy ministrze edukacji i nauki. Autor ok. 200 prac naukowych, redaktor naczelny „Polish Journal Chemistry”.

Tekst pochodzi z Biuletynu Ministra Nauki i Szkolnictwa Wy窺zego, Artyku w dziale chemia, Wydanie: 2006 /1 - Nauka – wiele spraw do za豉twienia.
Foto: Sergo Kuruliszwili