Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) zinātnieki ir izstrādājuši pasaulē unikālu līdzstrāvas elektroapgādes sistēmu, kas uzņēmumiem ļaus ietaupīt līdz pat 25% elektroenerģijas. RTU ir Eiropā pirmā universitāte, kuras īpašumā ir šāds inovatīvs robota prototips. Šobrīd pasaulē ražošanā izmanto maiņstrāvas elektrotīklus, taču RTU zinātnieki sadarbībā ar vienu no pasaules vadošajiem automobiļu ražotājiem - vācu uzņēmumu “Daimler AG”, tieši Rīgā ir izveidojuši pirmo laboratoriju, kur elektroapgādei izmanto līdzstrāvas enerģiju. Kā darbojas šis robots, kā tas ļauj ekonomēt elektroresursus un vai ar līdzīgu mehānismu nākotnē elektrību varēs taupīt ne tikai lielie patērētāji, raidījumā Zināmais nezināmajā stāsta RTU Industriālās elektronikas un elektrotehnikas institūta zinātnieki Ansis Avotiņš un Armands Šēnfelds.

Naftas aizvietotāji no kviešu salmiem

Mūsu zinātnieki ir izstrādājuši metodi, kā  no kviešu salmiem ražot naftas produktu aizvietotājus un pie reizes izstrādāt barojumu šitaki sēnēm.

Ņem kviešu salmus, tos apstrādā un iegūst spirtu, ko pievieno automašīnu degvielai, bet ar spirta atliekām pabaro šitaki sēnes, tā ļoti vienkāršoti un nezinātniski var izskaidrot procesu, kurā Latvijas zinātnieki bezatlikumu tehnoloģijas rezultātā iegūst furfuroli, bioetanolu un lignīnu. Par naftas produktu aizvietošanu, pārstrādājot  kviešu salmus, stāsta LU šūnu bioloģijas laboratorijas un mikrobioloģijas un biotehnoloģijas institūta pētniece Diāna Kuļikova. Jānovēl mūsu zinātniekiem atrast uzņēmējus, kas šo tehnoloģiju varētu ieviest ražošanā, lai iegūtie atklājumi nepaliktu tikai laboratoriju telpās vien.

Saules enerģijas uzglabāšana

Nereti, uzskaitot saules enerģijas plusus un mīnusus, tiek minēts fakts, ka uzkrāto enerģiju tā saucamajās saules šūnās neizdodas uzglabāt ilgi. Bet nu šis mīnuss pamazām tiek novērts – ir izgudrota  tehnoloģija, kas Saules enerģiju ļauj uzglabāt šūnā nedēļām ilgi.

Saistīt Saules enerģiju ir iespējams ar Saules šūnu vai kolektoru palīdzību, kas uz Zemi krītošo Saules gaismu pārvērš vai nu elektroenerģijā vai siltumenerģijā.

Pagaidām, runājot par Saules šūnām, problēmu rada tas, ka materiāli, kas tiek lietoti lielākajā daļā mūsdienu Saules paneļu, uzņemto enerģiju spēj uzglabāt vien dažas mikrosekundes. Taču zinātnieki no Kalifornijas universitātes Losandželosā ir izstrādājuši nozīmīgu Saules paneļu uzlabojumu, kas ļaus savākto Saules gaismas enerģiju uzglabāt pat nedēļām ilgi.

Iedvesmu jaunajai tehnoloģijai zinātnieki smēlušies dabā, iedziļinoties fotosintēzes procesā, kura rezultātā augi iegūst enerģiju no Saules gaismas.

Augi fotosintēzē izmanto to šūnās esošas rūpīgi sakārtotas nanoizmēra struktūras, kurās strauji tiek atdalīti elektriskie lādiņi – elektroni tiek „vilkti prom” no pozitīvi lādētās molekulas, paturot pozitīvos un negatīvos lādiņus atdalītus. Kā norādījuši pētnieki, tieši lādiņu efektīvā atdalīšana ir galvenais iemesls, kādēļ augi spēj iegūt enerģiju no Saules gaismas daudz efektīvāk, nekā tas izdevies jebkuram cilvēku līdz šim radītam Saules panelim.

Mainot saules paneļu struktūru, iespējams panākt ko līdzīgu arī cilvēku radītās tehnoloģijās. Divas galvenās sastāvdaļas, kas ļauj Saules paneļu tehnoloģijai darboties, ir polimēru donors un nanoizmēra fullerēna uztvērējs. Polimēru donora uzdevums ir absorbēt Saules gaismu un padot elektronus fullerēna pieņēmējam. Šī procesa rezultātā tiek ražota elektroenerģija.

Parasti plastikas Saules paneļu šūnu struktūra ir līdzīga kā pagatavotiem spageti makaroniem – tā sastāv no nesakārtotiem, gariem, tieviem polimēriem ar nejauši izkārtotiem fullerēna pieņēmējiem. Haotiskais izkārtojums apgrūtina elektriskās strāvas izkļūšanu no šūnas, jo elektroni polimēru jūklī mēdz absorbēties.

Taču zinātnieku izstrādātajā jaunajā tehnoloģijā visi Saules paneļa elementi ir izkārtoti daudz organizētākā struktūrā. Šobrīd pētnieki strādā pie tā, lai jauno tehnoloģiju no konceptuāla prototipa stadijas pēc iespējas ātrāk būtu iespējams ieviest reālajā dzīvē. Tās praktiskais pielietojums varētu būt vietās, kur šūnas ģenerētās strāvas uzkrāšanai nav iespējams izmantot lielus, ietilpīgus akumulatorus - piemēram, kosmosā. Tāpat šī tehnoloģija varētu kalpot kā sistēma kritisku ierīču īslaicīgam rezerves nodrošinājumam ar strāvu, ja akumulatori pēkšņi iziet no ierindas.

Vairāk par šo pētījumu lasiet www.atklajumi.lv un žurnālā "Science".