SpongeBob de MIT

Inclus de MIT Technology Review printre cei 35 de inovatori sub 35 de ani care au făcut senzație în ultimul an, chimistul Mircea Dincă crește bureți microscopici de laborator. Tehnologia dezvoltată de român ar putea fi pașaportul omenirii spre un viitor luminos, cu energii alternative.

Foto: mit.edu

 

“Nu există un substitut pentru energie. Întregul edificiu al societății moderne este construit pe seama acesteia, nu e pur și simplu ‘un alt bun de larg consum’, ci precondiția tututor bunurilor de larg consum, un factor fundamental, la fel de important precum apa, aerul și pământul”. O spunea în 1973 economistul britanic Ernst Friedrich Schumacher. Lucrurile sunt cel puțin la fel de valabile în ziua de azi. Viitorul energetic al omenirii depinde încă în mare măsură de combustibilii fosili, iar din această auto-încătușare, făcută cu bună știință, nu prea avem șanse să scăpăm în următoarele decenii.

 

Mircea Dincă, profesor de chimie la prestigiosul Massachusetts Institute of Technology (MIT), e conștient de provocarea pe care o prezintă dezvoltarea de energii alternative curate, care să ne scape de tirania petrolului. În clipa de față, energiile curate au însă o seamă de inconveniente. Hidrogenul are densitate mică și e greu să comprimi o cantitate suficientă pentru a în rezervoare mai mici pentru a fi și practic. Gazul natural e, pe de altă parte, mai costisitor la transport și la transfer decât sunt combustibilii lichizi. Iar bateriile actuale sunt capabile să stocheze prea puțină energie comparativ cu dimensiunea și masa lor. Mircea Dincă lucrează însă de zor la o metodă de a rezolva toate aceste probleme: bureții.

 

Mircea Dincă. Foto: mit.edu

Chimistul de 32 de ani, originar din Făgăraș, folosește materiale organice și metalice pentru construcția acestor bureți. Le potrivește precum niște piese de Lego microscopice, după cum glumește el, pentru a controla dimensiunea micilor cămăruțe din interiorul unui burete. Noile proprietăți chimice și electrice rezultate în acest fel ar putea revoluționa tehnologiile de producere și stocare ale combustibililor alternativi. E motivul pentru care Mircea Dincă a fost inclus de publicația Technology Review în lista pe 2012 a celor 35 de inovatori sub 35 de ani a căror muncă, după cum spun editorii TR, are șanse mari să influențeze mersul lucrurilor pentru mult timp de-acum înainte.

 

Das Cloud a stat de vorbă cu Mircea Dincă pentru a ne explica mai în detaliu cum funcționează acești bureți, care sunt aplicațiile lor și înspre ce viitor energetic ne îndreptăm.

 

Când ai început să te ocupi de dezvoltarea acestei tehnologii, a bureților?
Am început în timpul doctoratului, în 2003.

 

Poți să ne explici cum funcționează ei?
Depinde foarte mult de tehnologia pentru care sunt folosiți. Există niște componente metalice și unele organice în acest material. Și poți să le combini ca pe un Lego. Poți să îi combini cum vrei tu și să alegi componentele și organice, și metalice, astfel încât să aibă proprietățile pe care le dorești. Fie că vrei să stochezi hidrogenul, metanul, dioxidul de carbon. De exemplu, acum încercăm să le facem să poată conduce electricitate, să se comporte precum niște baterii.

 

Care au fost primele aplicații la care s-a dovedit utilă această tehnologie?
Aplicațiile au început să apară când lumea a realizat că acești bureți au o suprafață foarte mare pe care se pot desfășura. Cu numai un gram din acest material, dacă ai reuși să îl desfășori microscopic pentru a-l întinde pe o suprafață plată, ai putea ocupa un teren de fotbal. Asta înseamnă că ai posibilitatea să introduci în el o grămadă de gaze. De exemplu, hidrogen sau alte gaze care au molecule foarte mici, precum dioxidul de carbon. Una dintre primele aplicații a fost stocarea acestor gaze, pentru automobile futuriste.

 

O altă aplicație importantă ține de industria chimică. Toate plasticele, industria petrolieră, în general, sunt bazate pe materiale care se numesc catalizatori eterogeni. Mai devreme sau mai târziu nu o să mai existe petrol, însă vor mai exista, totuși, foarte multe resurse de gaze naturale. Catalizatorii pe care îi avem însă acum pentru petrol nu sunt potriviți pentru transformarea gazului natural. Procesele care trebuie realizate sunt cu totul altele în cazul gazelor naturale. În petrol ai o grămadă de compuși lichizi, compuși fosili, care trebuie rupți în compuși mai mici, precum benzina. În cazul gazului metan, aceste tehnologii trebuie însă upgradate, trebuie să conectezi moleculele, e o cu totul altă chimie la mijloc. Deocamdată însă nu există așa ceva și este foarte greu să modifici catalizatorii aceștia existenți ca să facă transformările necesare pentru gaz.

“Tehnologia ar putea avea o aplicație practică chiar mâine. Însă există și jocuri politice la mijloc. Când o să fie ok să avem mașini pe gaz metan sau pe hidrogen?” – Mircea Dincă

 

Bureții aceștia au atâta modularitate încât componenții aceștia metalici și organici pot fi aleși în așa fel pentru a putea realiza o cataliză eterogenă a metanului, de exemplu. Este una dintre chestiile pe care încercăm să le facem la MIT în acest moment.

 

În cât timp vor fi disponibile pe piață aceste tehnologii alternative de producere a energiei?
Există chiar și acum mașini-prototip care folosesc acești așa-ziși bureți în rezervor. Există prototipuri de la Mercedes și de la Nissan, care au făcut deja înconjurul lumii pentru a demonstra că aceste materiale chiar funcționează și chiar cresc durata de viață a rezervorului. Din punctul acesta de vedere, tehnologia ar putea avea o aplicație practică chiar mâine. Însă există și jocuri politice la mijloc. Când o să fie ok să avem mașini pe gaz metan sau pe hidrogen? Nu depinde numai de tehnologia acesta, ci depinde și de inginerie, chiar de politică. Există încă temeri legate de siguranța unor mașini pe hidrogen.

 

Dețineți patente pentru aceste tehnologii?
Da. De exemplu, noi avem patente pentru depozitarea acestor materiale pe suprafețe conductive, iar asta ar ajuta la separarea gazelor. Puțină lume știe asta, însă unul dintre cele mai costisitoare procese industriale din lume este separarea azotului de oxigen din aerul înconjurător. Azotul poate și omorî, dar și hrăni, facem și bombe și mâncare din el. Deocamdată această separare se face prin înghețare și apoi distilare. De exemplu, te poți gândi că ai un congelator imens care merge până la o temperatură foarte joasă, astfel încât să facă aerul lichid. Apoi, pe baza diferenței punctului de fierbere dintre azot și oxigen, se face separarea între cele două gaze. Așa se realizează procesul în acest moment la scară industrială, iar lucrul acesta necesită foarte multă energie. Știm doar că congelatorul este cel mai mare consumator de energie dintr-o casă. În industrie, congelatoarele merg la -200 de grade Celsius și funcționează la o scară de câteva giga-tone.

“Pe termen lung, peste 100 de ani, să zicem, sper că vom utiliza energii regenerabile, solare, în proporție de 80-90%. Pe termen scurt însă, tot combustibilul fosil va fi la putere” – Mircea Dincă

 

Materialele pe care le dezvoltăm noi, în schimb, ar funcționa precum o sită. Au pori de o anumită dimensiune, care se situează între dimensiunea moleculelor de azot și a celor de oxigen. Ai putea practic să forțezi aerul prin sita asta, așa încât pe o parte să iasă azotul și pe alta oxigenul. Iar acest lucru s-ar putea face la temperatura camerei. Pentru asta este însă nevoie de o membrană. Noi deținem, tocmai în această idee, patentul pentru modul în care se construiește o astfel de membrană.

 

Cum vezi tu evoluția consumului de energie atât la nivel casnic, cât și în privința mobilității în următorii 20 de ani?
În următorii 20 de ani vom avea mult mai puțină dependență de petrol și mult mai multă față de gaze naturale. 20 de ani reprezintă un termen scurt și mediu. Pe termen lung, peste 100 de ani, să zicem, sper că vom utiliza energii regenerabile, solare, în proporție de 80-90%. Pe termen scurt însă, tot combustibilul fosil va fi la putere. Există pur și simplu încă prea multe resurse de petrol și de gaz natural pentru ca politicienii să zică “Ok, hai să ne punem pe treabă pe energii alternative”.

 

Ai inclusiv laboratorul tău la MIT. Cum funcționează acesta?
Acolo fac cercetare și predau. Am cinci doctoranzi și trei post-doctoranzi în subordine, fiecare cu proiectul lui de cercetare. Conduc un laborator de cercetare, pentru care trebuie să strâng fonduri de cercetare. Anul trecut, de exemplu, am primit un fond de 750.000 de dolari. Trebuie să îi plătesc pe acești cercetători, iar pe un an mă costă în jur de 70.000 de dolari pentru un student.

 

Cum ai primit vestea includerii în această listă alcătuită de Technology Review?
E grozav, e o onoare să fii ales în această listă, dar, știi cum e, nu trebuie să te culci pe o ureche. Viața merge înainte și încercăm să facem chestii și mai interesante de acum încolo.

 

MicroCV: MIT via Princeton și California

 

Născut în Făgăraș în 1980, Mircea Dincă s-a îndrăgostit de Chimie la prima oră, în clasa a a 7-a. În 1998, când era deja la liceu, reprezenta România la Olimpiada Internațională de Chimie, în Rusia, unde s-a clasat pe primul loc. Facultatea a absolvit-o la Princeton University, unde a primit o bursă de studii după terminarea liceului. A urmat un master (2003) și un doctorat (2008) la Princeton, respectiv la University of California. La MIT a ajuns cu studii postdoctorale, iar în prezent este profesor asistent de chimie.

 

În campania Inovatori români, realizată de DasCloud în cadrul proiectului Innovation Labs, descoperim români din prima linie a industriei de IT&C care, fie din România, fie din străinătate, creează produse și soluții IT inovatoare.

Innovation Labs este un proiect al TechSoup România și Tech-Lounge, realizat în cadrul inițiativei YouthSpark a Microsoft România. Începând din februarie 2013, Innovation Labs va sprijini studenți din facultăți tehnice să creeze proprietate intelectuală românească originală.

 

Alte articole
  • Leeroy

    Ma bucur ca tratati si probleme de energie! De multe ori revistele tech capata tunnel vision si insight-urile lor se pierd in halucinanta spirala de killer apps & next big things.

    Directiile de cercetare prezentate sunt foarte interesante si chiar suna realist (cel putin pentru un amator). Sunt de acord si cu prognoza despre combustibilii fosili – din pacate sunt inca suficient de abundenti incat sa nu ne dezmeticim la scara larga si sa actionam preventiv, inainte sa fie prea tarziu. Cine stie, poate deja e prea tarziu – in privinta climei, agriculturii si echilibrului ecosistemelor de exemplu.

    M-a preocupat si pe mine subiectul si am tinut in ianuarie 2013 o prezentare la incubator107 in Bucuresti ( http://bucuresti.incubator107.com/atelier/Breasla Glăsuitorilor/668 ). Slide-urile le puteti vedea aici: http://188.240.2.66/leeroy/