В нескольких словах
Проект Atom H2, разработанный студентами в Барселоне, предлагает инновационное решение для хранения возобновляемой энергии в виде твердого водорода. Разработка может быть использована в удаленных районах и в качестве резервного источника энергии. Проект выиграл премию James Dyson Awards и подчеркивает важность инженерного образования и инноваций.
Твердый водород для использования чистой энергии
Когда Анна Мартин, Марсель Ровира и Мариона Фигерас, ныне выпускники инженерного факультета промышленного дизайна Университетской школы Elisava в Барселоне, учились на втором курсе, они четко понимали, что им нужно создать что-то, способное выйти за узкие рамки их конспектов. После хакатона, в котором участвовал Ровира, они начали встречаться каждую пятницу вечером, чтобы работать над тем, что часто называли «своим собственным предметом», — проектом, направленным на использование излишков возобновляемой энергии, которые не потреблялись. В результате этих встреч и рабочих сессий, подстегиваемых собственной страстью и желанием внедрять инновации, и с добавлением химика Лукаса Висента, возник Atom H2, решение, которое преобразует избыток чистой энергии в водород, который хранится в твердом состоянии для повторного использования в качестве энергии, когда это необходимо. Проект, который они имели возможность инкубировать в Силиконовой долине (США) и финансировать из государственных и частных фондов (в основном европейских). Модуль хранения, который они создали, принес им победу в национальном этапе James Dyson Awards 2024; премии, организованные одноименным фондом, которые стремятся «отметить, мотивировать и вдохновить следующее поколение инженеров, предложив им разработать что-то, что решит проблему», существующую в обществе, по словам Марии Родригес, старшего инженера-конструктора в Dyson.
На первом этапе решение Atom H2 будет сосредоточено на обслуживании отдаленных мест, отключенных от электросети, поэтому они проводят пилотные испытания с компаниями в секторе телекоммуникационных вышек (которые работают на дизельных генераторах). Но как работает этот процесс? «Сначала происходит генерация возобновляемой энергии на месте, благодаря солнечным панелям или ветряным мельницам. Эта энергия потребляется вышкой, но когда производится больше энергии, чем потребляется, этот излишек проходит через электролизер, который преобразует энергию в водород, разделяя молекулы воды», — объясняет Ровира. «Затем мы храним его в твердом состоянии в нашей технологии Core, которая не требует высокого давления или низких температур, и когда это необходимо, мы пропускаем его через топливный элемент, и он снова преобразуется в электричество, например, для ночи или зимы», — добавляет он.
Система, которую они дополняют литиевыми батареями, поскольку, как они отмечают, водород очень хорош для длительного хранения, в то время как эти батареи очень эффективны в повседневной жизни. Поэтому, прежде чем генерировать водород, первым шагом является перезарядка этих батарей. «Во всей этой системе есть три компонента: электролизер; хранилище; и топливный элемент, который позволяет нам снова использовать его в виде электричества», — говорит Мартин.
Тот факт, что это модульная система, также позволит добавлять дополнительные блоки хранения, в зависимости от потребностей в энергии. Универсальность, которая в будущем сделает его пригодным для использования как в жилых, так и в промышленных условиях, хотя на данный момент они сосредоточены на потребностях удаленных мест или в качестве резервного источника энергии, например, для больниц или центров обработки данных: «Для телекоммуникационной вышки, которая потребляет от одного до двух киловатт, постоянная работа дизельного генератора означает стоимость (включая техническое обслуживание) около 160 000 евро за 10 лет, расходы, которые, по их оценкам, сократятся вдвое с нашей системой», — отмечает Ровира.
Ищутся люди, решающие проблемы
Инициативы, такие как James Dyson Awards, которые проводятся непрерывно с 2004 года, не только служат для признания инновационных усилий, но и могут оказать мультипликативный эффект на предпринимательскую и исследовательскую экосистему страны. «На местном уровне, потому что они подчеркивают важность инноваций, особенно когда речь идет о вопросах глобального масштаба, таких как хранение энергии в случае Atom H2», — говорит Родригес. «Проект-победитель привлекает интерес инвесторов и потенциальных партнеров, что может стимулировать национальную предпринимательскую культуру и побудить других новаторов к изучению идей, направленных на решение новых задач».
Ключ, добавляет она, заключается в разработке проектов, направленных на оказание положительного воздействия на сообщества и решение насущных проблем на глобальном уровне. Такие области, как устойчивые технологии; климатические решения, такие как сокращение отходов; инновации в возобновляемых источниках энергии; и достижения в области медицинской инженерии. «Кроме того, рост искусственного интеллекта (ИИ) и подключенных технологий предлагает возможности для интеграции инноваций на основе данных в практические приложения, которые улучшают повседневную жизнь многих людей, например, людей с ограниченными возможностями, хроническими заболеваниями или ограниченной подвижностью», — отмечает представитель Dyson.
Подчеркнуть наиболее социальную сторону инженерии
Приложения, подобные указанным, могут помочь новым поколениям студентов увидеть более человечную и социальную сторону инженерии, отходя от ложного представления о том, что это всегда что-то холодное и технологичное. Неправильное впечатление, которое, по мнению Марты Олеа, вице-ректора по коммуникациям и профессора Высшей технической школы инженерных информационных систем Мадридского политехнического университета, может частично объяснить снижение спроса на инженерные специальности. «Это происходит из-за восприятия сложности инженерных специальностей, из-за их математической, физической и технологической нагрузки. Но это также можно объяснить нашей неудачей в сообщении об инженерии с социальной и человеческой точек зрения», или даже с предыдущего этапа образования, «когда учителя средней и старшей школы не могут достаточно мотивировать учеников, чтобы их привлекла техническая карьера», — утверждает она. Согласно исследованию Института выпускников инженеров и технических инженеров Испании (Ingite), число студентов, зачисленных на инженерные специальности, сократилось на 40% за последние 20 лет, сократившись с 24% студентов в 2002–2003 учебном году до всего 12,72% в 2022–2023 годах. Данные, которые, однако, контрастируют с ожиданиями чистого роста занятости в период с 2023 по 2027 год для большинства инженерных специальностей, согласно Randstad, и особенно в областях информатики и телекоммуникаций (из-за цифровой трансформации); модернизация промышленности; и устойчивость, благодаря переходу к более «зеленой» экономике и внедрению чистой энергии.
По мнению Олеа, выявление этой более человечной стороны инженерии принесет много преимуществ: с одной стороны, поможет сократить гендерный разрыв в этих исследованиях; и, с другой стороны, увеличит количество призваний. «Применения в области биомедицинской инженерии очевидны, из-за всех гаджетов и тому подобного, которые производятся. Например, проект, который у нас был здесь, в Политехническом университете Мадрида, представлял собой браслет, который надевали пожилым людям, чтобы предвидеть, на основе пяти параметров и с помощью ИИ, когда их госпитализируют, и, таким образом, предпринять необходимые шаги, чтобы избежать этого». Критическое применение для продления качества жизни людей, особенно если учесть, что, как напоминает Олеа, когда пожилой человек попадает в больницу, происходит значительное ухудшение его способностей.
Социальное воздействие инженерии также очень заметно во многих проектах международного сотрудничества. «В одном селе в Африке мы разработали проект, финансируемый Фондом Хосе Энтрканалеса Ибарры, потому что во время сезона дождей они всегда оказывались изолированными, и дети даже не могли посещать школу. Единственное, что нужно было сделать, это поднять дорогу, которая соединяла их с главной деревней, так что это была дипломная работа группы студентов инженерно-дорожного факультета. Они увидели, как отвести воду, какие материалы поставить...»
Что касается гендерного разрыва, Олеа признает, что ситуация в инженерных исследованиях улучшилась в последние годы, что подтверждает Ingite: за последние 9 лет она увеличилась на 27,42%, увеличившись с 44 402 в 2015-2016 учебном году до 56 579 в 2023-2024 учебном году и составив 24,8% от общего числа студентов, зачисленных на инженерные степени.
