Dr. Jānis Kleperis, Dr. Līga Grīnberga, MSc. Imants Dirba,
Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts Bh. Ilze Klepere, Latvijas Universitātes Bioloģijas fakultāte

Ūdeņraža tehnoloģiju pētījumi Latvijā

Ūdeņradis ir tīras enerģijas nesējs, ko var iegūt jebkurā vietā uz zemeslodes no dažādiem lokāliem resursiem, ieskaitot ūdeni, un izmantojot gan atjaunojamos enerģijas resursus (saule, vējš, ūdens, zemes dzīļu siltums). Pirmās koncepcijas par Ūdeņraža Ekonomiku rodamas jau Žila Verna romānā „Noslēpumu sala” (1875.g.), bet mūsdienās celtas dienas gaismā Pasaules pirmajā Ūdeņraža konferencē (1976.g., Majami (Miami), Florida, ASV) ūdeņradis tika atzīts par tīrāko enerģijas nesēju nākotnē. Ūdeņraža Ekonomikā ūdeņradi izmanto enerģijas uzkrāšanai, un galvenokārt iegūst, izmantojot enerģijas avotus bez siltumnīcas efekta gāzu emisijām. Divi svarīgākie faktori, kuri motivē ūdeņraža ekonomikas nepieciešamību, ir fosilo degvielas resursu ierobežotie un ātri izsīkstošie krājumi uz zemeslodes, kā arī globālās sasilšanas draudi pasaulei.

Latvijā zinātniskajiem pētījumiem par ūdeņradi kā enerģijas nesēju ir vairāk kā simt gadu ilga vēsture (V. Ostvalds, F.Gulbis, M. Straumanis, A.Dravnieks u.c.). Šobrīd pie pētījumiem par ūdeņradi un tā tehnoloģijām Latvijā strādā Latvijas Universitāte (Cietvielu fizikas institūtā CFI), Bioloģijas un Ķīmijas fakultātēs), Rīgas Tehniskajā Universitāte (Enerģētikas un elektrotehnikas fakultātē, Koksnes ķīmijas institūtā) un vēl dažas laboratorijas un entuziasti. 2005. gadā Latvijā nodibināta ūdeņraža asociācija, bet 2008. gadā Latvija ir atbalstījusi regulu EK 521/2008 par Degvielas šūnu un ūdeņraža kopuzņēmuma izveidi Eiropā. Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūta Ūdeņraža laboratorija strādā pie trīs būtiskākām ūdeņraža ekonomikas tehnoloģijām – ūdeņraža iegūšana, ūdeņraža uzkrāšana un ūdeņraža izmantošana siltuma un elektrības ražošanai. Šos pētījumus atbalsta arī Valsts pētījumu programma enerģētikā.

Turpinot attīstīties ūdeņraža tehnoloģijām un turpinot augt naftas produktu cenām, ekonomiski izdevīga pāreja uz ūdeņraža ekonomiku pasaulē tiek plānota pēc 2050. gada. Cik tāla tā nākotne vai tuva – atkarīgs tikai no mums pašiem – Islande jau sevi pasludinājusi par ūdeņraža lielvalsti, bet Latvija vēl plāno būvēt ogļu elektrostaciju. Skatoties tālākā Latvijas enerģētikas nākotnē, ūdeņradis samazinās atkarību no importētajiem energoresursiem, samazinās arī siltumnīcas efekta gāzu un citu piesārņotājvielu emisijas gaisā.

Biogrāfijas

Jānis Kleperis, Dr.Sc.phys.
Ūdens ir viens no visvairāk pētītiem un joprojām visnoslēpumainākajiem savienojumiem, un ūdeņraža enerģētika, kam pamatā videi visdraudzīgākās un līdzsvarotākās tehnoloģijas, pievelk visus, kā jaunus, tā nobriedušus pētniekus, inženierus, vienkārši – cilvēkus. Jo arī mūsu sastāvā lielākā daļa ir ūdens. Cietvielu fizikas institūta Ūdeņraža un gāzu sensoru laboratorijas vadītājs. Pētniecisko darbu uzsācis vēl studentam esot. Daudzu zinātnisku publikāciju autors. 2006.gadā LU CFI izveidota Ūdeņraža laboratorija. LU CFI Ūdeņraža laboratorijā tiek pētīti visi ūdeņraža enerģētikas aspekti – gan iegūšana (izmantojot elektrolīzi, fotosintēzi, bioloģiskā ceļā), gan uzkrāšana (gan hidrīdos, gan kompozītos), gan izmantošana (ūdens apkures katlos, automašīnās, kurināmā elementos u.c.).

Līga Grīnberga, Dr.phys.
Promocijas darba tēma „Jaunu kompozītmateriālu pētījumi ūdeņraža uzkrāšanai”. Saņēmusi L’Oreal balvu “Sievietes zinātnē”.
Doktora darbs un pašreizējie pētījumi ir veltīti hidrīdus veidojošu materiālu pētīšanai, kas domāti ūdeņraža uzglabāšanai. Patlaban radītās tvertnes ūdeņraža uzglabāšanai ir pārāk smagas, lai tās veiksmīgi integrētu transporta sektorā - mašīnas kopējam svaram klāt nāk vēl 300-400 kg. Lai iegūtu vieglāku un lētāku ūdeņraža uzglabāšanas vidi, Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūta Ūdeņraža laboratorijas zinātnieki cenšas pārveidot hidrīdus veidojošu metālu sastāvu, par šīs viegli gaistošās gāzes glabātāju, izvēloties lantāna niķeļa sakausējumu (LaNi5). Taču šis materiāls ir dārgs un smags, toties nepieciešamās īpašības parādās jau istabas temperatūrā un atmosfēras spiedienā, tāpēc tiek pētīta iespēja 1/3 šī materiāla aizvietot ar stikla maisījumu, kas ir daudz vieglāks un lētāks. Varbūt tieši Latvijas zinātnieku ieguldījums ļaus ūdeņradi izmantot tikpat vienkārši – kā patlaban mēs izmantojam parasto degvielu.

Imants Dirba fizikas zinātņu bakalaurs, maģistratūras 2. gada students
Bakalaura darba tēma “Ūdens elektrolīzes gāzu kā degvielas izmantošanas iespējas iekšdedzes dzinējos” tiek turpināta maģistra darbā, paplašinot pētījumus – kā integrēt vēja dzinēju ar ūdeņraža iegūšanas un uzkrāšanas tehnoloģijām. Pasaulē interesē viss, kas saistīts ar enerģiju – enerģija ir mums visapkārt, pat zemē, pa kuru staigājam, tikai – kā to savākt un likt lietā?

Ilze Klepere, Bioloģijas zinātņu bakalaurs, maģistratūras 1. gada studente
Pie pētījuma par baktēriju ūdeņraža producēšanas spēju novērtēšanu Ilze strādā pusotru gadu. ERASMUS stipendijas ietvaros Ilzei bija iespēja pusgada studijās Dānijā praktizēties mikrosensoru pielietojumos šķidrumos izšķīdušo gāzu koncentrāciju mērījumiem, atbraucot mājās, Ilze izveidoja bakalaura darbā “Testsistēmas izveide baktēriju ūdeņraža producēšanas spējas novērtēšanai” aprakstītās testsistēmas. Ūdeņradi nākotnes ekonomikai var ražot mikroorganismi, Ilze ir pārliecināta, un maģistra darbā grib apzināt, kādas baktērijas jau ir atrodamas Latvijā, kas bez īpašas modificēšanas piemērotos apstākļos izdalītu ūdeņradi.