Zespół Technologii Materiałów i Nanomateriałów

12 kwietnia podpisane zostało memorandum o współpracy pomiędzy Wydziałem Chemii UJ a norweską spółką NorCelLi. Stanowi to istotny, kolejny krok w kierunku komercjalizacji pakietu opracowanych na UJ wynalazków związanych z nowoczesnym magazynowaniem energii. Na podstawie dokumentu, który podpisali dziekan Wydziału Chemii UJ prof. Wojciech Macyk i prezes zarządu norweskiej spółki Arild Skaaland, strony zobowiązały się do wspólnych działań na rzecz opracowania baterii neutralnej klimatycznie (ang. Climate Neutral Battery).

Produkt ten ma powstać przy wykorzystaniu surowców odnawialnych i jednoczesnej redukcji śladu węglowego. Porozumienie przewiduje także komercjalizację i popularyzację rezultatów prowadzonych badań na terenie Europy. Firma NorCelLi odpowiedzialna będzie głównie za finansowanie projektu (aplikuje o norweskie dotacje rządowe, obejmujące inwestycje związane ze zrównoważonym gospodarowaniem energią), pozyskiwanie klientów oraz promocję działalności Uniwersytetu Jagiellońskiego w Norwegii, natomiast krakowska uczelnia odegra rolę ośrodka badawczo-rozwojowego, zapewniającego zaplecze naukowe oraz dydaktyczne.

Z ramienia Wydziału Chemii główną osobą odpowiedzialną za realizację współpracy jest dr hab. Marcin Molenda, prof. UJ, kierownik Zespołu Technologii Materiałów i Nanomateriałów Zakładu Technologii Chemicznej, członek Rady Klimatycznej Uniwersytetu Jagiellońskiego.

- Nadrzędnym celem strategicznym, który w dobie transformacji energetycznej i zachodzących zmian klimatycznych postawili przed sobą naukowcy z UJ, jest wytyczenie kierunków rozwoju technologii zrównoważonych akumulatorów elektrochemicznych – wyjaśnia prof. Molenda.

Współpraca z partnerami z Norwegii ma doprowadzić do wybudowania pilotażowej instalacji przedwdrożeniowej produkującej ogniwa litowo-jonowe (lub litowo-metalowe). Kolejnym celem jest uruchomienie produkcji zrównoważonych akumulatorów opartych na technologiach opracowanych na Uniwersytecie Jagiellońskim. Ważnym aspektem, który przyświeca polsko-norweskim działaniom jest także kształcenie wykwalifikowanej kadry, która znajdzie zatrudnienie w fabrykach produkujących akumulatory i w magazynach energii. Jak podkreśla prof. Molenda, brakuje specjalistów, a zapotrzebowanie rynku ogniw jest ogromne.

- Obecnie obserwujemy dynamiczny rozwój rynku związanego z magazynowaniem energii. W tym momencie w Europie powstaje 20 dużych fabryk akumulatorów. To pokazuje jak istotna jest to gałąź gospodarki. Powodem wzmożonej aktywności w tym zakresie jest chęć zapewnienia przez poszczególne państwa bezpieczeństwa energetycznego. Jeśli chcemy iść w kierunku dekarbonizacji i zwiększenia wykorzystania energii odnawialnej, niezbędne jest, aby OZE (odnawialne źródła energii) wspomagać systemami magazynującymi energię. Nie da się bowiem korzystać z energii słonecznej czy wiatrowej bez posiadania magazynów energii. OZE są okresowe, niestabilne, zatem niedobory mocy spowodowane przez zakłócenia pogodowe, muszą być kompensowane przez dostawy z magazynów energii.

W Polsce dostawcami rozwiązań technologicznych związanych z systemami magazynowania energii jak na razie są wyłącznie firmy chińskie. Przy założeniu, że zapewnione zostanie właściwe finansowanie, proces doprowadzenia wynalazków z UJ do etapu pilotażowego potrwa około 2 lat.

Uniwersytet Jagielloński będzie w ramach polsko-norweskiej współpracy pełnił podwójną rolę lidera, zarówno w zakresie badań, jak i rozwoju technologii oraz kształcenia fachowców. Pozycję lidera zapewnia naszej uczelni ponad 20-letnie doświadczenie badawcze w zakresie technologii akumulatorów litowo-jonowych i rozwiązań pokrewnych, doświadczenie w opracowywaniu zrównoważonych technologii materiałowych i procesów tzw. zielonej chemii, posiadanie odpowiedniej infrastruktury – laboratoriów elektrochemicznych i materiałowych. Przypomnieć tutaj także należy, że od 3 lat na Wydziale Chemii UJ funkcjonuje kierunek studiów o nazwie chemia zrównoważonego rozwoju.

Wynalazki z UJ, które w większości są już chronione patentami na arenie międzynarodowej, pozwolą na opracowanie baterii neutralnej klimatycznie, która w minimalnym stopniu obciąża środowisko.

Założenia technologiczne opracowywanej baterii opierają się na użyciu technologii bezkobaltowych, surowców odnawialnych, rezygnację z paliw kopalnych oraz minerałów pochodzących z regionów ogarniętych konfliktami. Celem jest także wydłużenie czasu życia produktu i obniżenie śladu węglowego oraz zaprojektowanie inteligentnego recyklingu (Recycle to Product).

- Idea zrównoważonego rozwoju polega na tym, żeby produkt po okresie używania został ponownie włączony do etapu produkcji, skierowany do ponownego wykorzystania (obieg zamknięty). Ten etap jest najbardziej koszto- i energochłonny. Aby ten proces był efektywny, już na samym początku opracowywania technologia produkcji powinna być przemyślana pod kątem przyszłego recyklingu. Zdecydowanie prościej i efektywniej jest opracować technologię od podstaw, zgodnie z założeniami obiegu zamkniętego, niż udoskonalać technologię istniejącą. W procesie produkcji powinna być wykorzystywana energia ze źródeł odnawialnych. Kolejny aspekt to źródło surowców wykorzystywanych do produkcji – powinny one być pochodzenia biologicznego i łatwo dostępne. Zasługą uczonych z UJ jest pomysł i opracowanie sposobu produkcji anody ze skrobi, czyli surowca odnawialnego – mówi prof. Molenda.

Na bazie wynalazków z UJ tworzone są rozwiązania dotyczące szerokiej grupy materiałów, z których można zbudować ogniwo. Kolejnym krokiem jest ustalenie jednego optymalnego zestawu komponentów. Stąd potrzeba kosztownych badań przemysłowych, które nie mogą być przeprowadzone na uczelni i, co za tym idzie, konieczność znalezienia partnera, który sfinansuje ten proces w zamian za udzielenie licencji. Spółka NorCelLi jest „spółką córką” start-upu z Uniwersytetu Jagiellońskiego - MarCelLi Adv Tech.