Мария Калъпсъзова: въглеродни материали са не само технологично ефективни, но са и ценово конкурентни. Разработването на електродни материали от отпадъчни суровини е в унисон със световния стремеж за създаване на устойчиви батерийни технологии

Мария Калъпсъзова е носителка на отличието „За жените в науката“ през 2021 година. Нейната професионална област е неорганичната химия. Тя изследва електродни материали за натриево-йонни батерии – по-достъпна и екологична алтернатива на литиевите. Работата ѝ подпомага развитието на безопасни, ефективни и устойчиви енергийни системи. Част от изследванията ѝ са насочени към използване на отпадъчни суровини като ресурс за нови батерии – принос към кръговата икономика и опазване на околната среда.

С какво натриево-йонните батерии са по-добри за околната среда от литиевите и как новите материали, които изследвате, ги правят по-ефективни и безопасни?

Литиево- и натриево-йонните батерии (НЙБ) имат различни области на приложение, въпреки аналогичните им механизъм на работа и химия. Литиево-йонните батерии са доминиращи сред преносимите устройства като смартфони, лаптопи, различни инструменти и други, докато натриево-йонните батерии са предназначени за големи по мащаб приложения, например стационарно съхранение на зелена енергия, генерирана от фотоволтаици и ветрогенератори, а също така и по-големи транспортни средства. Конкретното приложение обуславя и специфичните изисквания към използваната батерийна технология като плътност на енергията, живот, безопасност при работа при повишени температури и т.н.

При разработването на нови материали за НЙБ ние се стремим към цялостна устойчивост на технологията, т.е. от използването на възобновяеми суровини през създаването на ефективни материали за по-безопасни и икономически изгодни батерии, които след приключване на живота си да бъдат лесно рециклирани до нови ценни материали.

Как превръщането на отпадъчни суровини в материали за батерии помага за опазването на природните ресурси и развитието на кръгова икономика?

Кръговата икономика e устойчив и все по-широко използван подход, който има за цел да намали въздействието върху околната среда като отпадъци или приключили жизнения си цикъл материали се рециклират и преработват до нови ценни суровини. Този подход, от една страна, помага за опазването на природните ресурси, а от друга страна има значителен икономически ефект. Преди няколко години разработихме подход за преработване на отпадъчна биомаса от домакинства и някои индустрии до нови видове въглеродни материали с приложение като електроди в НЙБ. Получените от нас въглеродни материали са не само технологично ефективни, но са и ценово конкурентни. Разработването на електродни материали от отпадъчни суровини е и в унисон със световния стремеж за създаване на устойчиви батерийни технологии – от използване на възобновяеми суровини през създаване на ефективен продукт до последващото му рециклирането.

Как бихте насърчили младите учени да се включат в изследвания за устойчиви технологии и какво Ви вдъхновява лично в тази работа?

Колегите ми от Института по обща и неорганична химия – БАН и аз сме убедени, че Знанието трябва да се споделя, поради което преди години отворихме врати за любознателни ученици, студенти и стажанти. Многобройните ми срещи с тези млади хора, някои от тях вече млади учени, недвусмислено ми показаха, че те са осъзнати и ангажирани по отношение на опазване на околната среда и създаване на екологични материали и устойчиви технологии. Сблъскали се с екологични проблеми, дали от медии или от собствен опит, младите учени настояват да участват в разработки със значим екологично съобразен импакт. Това показва, че широкото разпространение и повишаване информираността на общността по отношение на екологията и създаване на устойчиви зелени технологии е сред ключовите фактори за възпитанието на екологично-отговорно поколение младежи, някои от които ще станат учени.