Aktualności

Powrót
05.02.2010

Energetyczne doktoraty

Energetyczne doktoraty

Zwiększenie dokładności oceny ochrony przeciwporażeniowej oraz pozyskiwanie alternatywnego źródła energii dla biomedycyny – tak w olbrzymim uogólnieniu przedstawia się tematyka dwóch najlepszych rozpraw doktorskich obronionych na PG w minionym roku akademickim, a nagrodzonych przez Energę SA. 10 tys. zł trafiło do dr inż. Michała Ziółko z Wydziału Elektrotechniki i Automatyki, a 5 do dr inż. Kamili Sadowskiej, która obroniła doktorat na Wydziale Chemicznym.

foto: K. Krzempka

Świeżo upieczeni doktorzy otrzymali nagrody w drodze konkursu. Do konkursu Energi S.A. mogły być zgłaszane rozprawy obronione na politechnice w roku akademickim 2008/2009. Prace musiały dotyczyć technicznych i ekonomicznych problemów wytwarzania, przesyłu, dystrybucji i obrotu energią elektryczną, mieszczących się w obszarze działania firmy. Mogły też być dedykowane problemom zaawansowanej technologii inżynierii środowiska, budowy maszyn i inżynierii materiałowej, mających zastosowanie w procesach wytwarzania, przesyłu i obrotu energią elektryczną albo wspomagających te procesy.

Wyróżnione prace olśniły komisję konkursową. Podczas wręczania pamiątkowych dyplomów, przedstawiciel Energi SA prof. Jan Majewski, podkreślił: – Jestem niezmiernie zaszczycony, że już po raz drugi mam okazję wręczać nagrody za najlepsze prace doktorskie powstałe na politechnice. Tym bardziej, że rozprawy prezentują bardzo wysoki poziom.

foto: K. Krzempka

Czego dokładnie dotyczą zwycięskie prace? Dr inż. Michał Ziółko, który otrzymał pierwszą nagrodę zajął się problematyką pomiaru impedancji obwodu zwarciowego i jego elementów w sieciach elektroenergetycznych, w których krzywa napięcia w miejscu pomiaru może być odkształcona.

Pełen temat pracy brzmi jeszcze bardziej skomplikowanie: „Nowa metoda pomiaru parametrów sieci elektroenergetycznych przy wykorzystaniu impedancyjnego obciążenia pomiarowego z regulowanym argumentem”.

W swojej pracy dr inż. Michał Ziółko zaprezentował nową metodę pomiaru, która pozwala na ograniczenie głównych źródeł błędu pomiaru impedancji, w tym błędu od odkształcenia krzywej napięcia sieci.

Pytany, jakie znaczenie jego rozprawa ma dla zwykłego człowieka odpowiada z przekonaniem: – Z energią elektryczną ma do czynienia praktycznie każdy z nas. W dzisiejszym świecie ciężko jest się bez niej obejść. Energia ta może jednak stanowić zagrożenie zdrowia, a nawet życia ludzkiego. Aby ograniczyć to zagrożenie powszechnie stosuje się ochronę przeciwporażeniową. Od skuteczności tej ochrony może zatem zależeć bardzo wiele. Moja rozprawa związana jest z zagadnieniami wyznaczania parametrów potrzebnych do oceny skuteczności ochrony przeciwporażeniowej, a co za tym idzie zwiększenia bezpieczeństwa użytkowania urządzeń elektrycznych przez wszystkich ludzi.

Dr Ziółko napisał doktorat w Katedrze Metrologii i Systemów Informacyjnych WEiA, pod kierunkiem dr hab. inż. Dariusza Świsulskiego.

Zagadnieniami energetycznymi, ale z punktu widzenia chemika zajęła się zdobywczyni drugiej nagrody. „Nanorurki węglowe modyfikowane ugrupowaniami elektrochemicznie aktywnymi. Synteza, charakterystyka i zastosowanie.” – to tytuł pracy dr inż. Kamili Sadowskiej, która doktorat pisała w Katedrze Technologii Chemicznej WChem, pod kierunkiem prof. dr hab. inż. Jana Biernata.

– Przedmiotem mojej rozprawy jest chemiczna modyfikacja nanorurek węglowych w celu ich wykorzystania do budowy elektrod w bioogniwie paliwowym – wyjaśnia dr Sadowska.

Żeby lepiej pojąć czego dotyczy jej rozprawa, trzeba dowiedzieć się czym właściwie są nanorurki węglowe? To alotropowa odmiana węgla. Nanorurki mają średnicę około 1 nanometra, czyli 10 -9 m. Natomiast ich długość może dochodzić do kilku mikrometrów. Są znakomitymi przewodnikami ciepła, mają unikalne własności elektryczne oraz wysoką odporność mechaniczną. Cechy te sprawiają że nanorurki węglowe są badane jako obiecujące materiały do zastosowań w nanotechnologii, elektronice, optyce i badaniach materiałowych.

Młoda Pani doktor zapewnia, że enzymatyczne ogniwa paliwowe są interesującym alternatywnym źródłem energii, zwłaszcza w zastosowaniach biomedycznych. W rozprawie przedstawiła próby modyfikacji jednościennych oraz wielościennych nanorurek węglowych polegające na wprowadzaniu ugrupowań elektroaktywnych, będących mediatorami enzymatycznych reakcji redoks.

Mediatory mają na celu poprawę parametrów pracy bioogniwa, ale ich stosowanie generuje kilka niedogodności. Koszty związane z koniecznością stosowania jego dużych ilości czy też straty na skutek wymywania się mediatora immobilizowanego fizycznie na powierzchni elektrody – to główne czynniki determinujące opłacalność konstrukcji bioogniwa.

– Moje nowatorskie podejście, polegające na kowalencyjnym przyłączeniu mediatora do nanorurek węglowych eliminuje wspomniane negatywne aspekty. Chemiczne przyłączenie mediatora do nanorurek pozwoliło na otrzymanie materiału, który jest trwały, nierozpuszczalny, stąd też osadzony na elektrodzie nie będzie się wymywał – opowiada Pani doktor.

Dr inż. Kamila Sadowska otrzymała innowacyjne materiały funkcjonalne, które łączą cechy nanorurek węglowych i przyłączonych do nich związków redoks. Przeprowadzone eksperymenty potwierdziły użyteczność takich materiałów do konstrukcji elektrod w bioogniwie paliwowym. Moc ogniwa wzrosła stukrotnie w porównaniu z analogicznym ogniwem, w którym nie zastosowano modyfikowanych nanorurek.

Bioogniwa takie mogą służyć jako źródła energii dla wszczepialnych urządzeń, takich, jak: czujniki glukozy czy rozruszniki serca.

Większa sprawność i dłuższy czas działania takiego ogniwa to większa wygoda dla pacjenta. Dodatkowo, w przeciwieństwie do tradycyjnych baterii bioogniwa są przyjazne dla środowiska – twierdzi dr Sadowska.

Nagrodzeni doktorzy nie kryją satysfakcji. Choć jeszcze nie mają planów na „skonsumowanie” nagrody, zapewniają, że nie będą mieli z tym kłopotu

– Jestem zadowolony, dziękuję bardzo wszystkim współpracownikom z mojej Katedry za pomoc i wsparcie w realizacji pracy – mówi dr inż. Michał Ziółko.

– Zawsze jest miło, gdy to co robimy spotyka się z uznaniem. Dziękuję mojemu promotorowi, prof. Janowi Biernatowi, który był niezastąpionym wsparciem przy realizowaniu badań i pisaniu rozprawy – dodaje dr inż. Sadowska.

Konkurs rozstrzygnięto 11 stycznia 2010 roku. Nagrody wręczył prof. Jan Majewski, przedstawiciel Energa SA, podczas uroczystych promocji akademickich na PG, 27 stycznia 2010.

źródło: Dział Promocji Politechniki Gdańskiej