KTU doktorantės Justinos Mikučiūnaitės sukurtų organinių junginių dėka perovskitiniuose saulės elementuose pasiektas 26 proc. energijos konversijos efektyvumas. Mokslininkė siekia ne tik didelio efektyvumo, bet ir saulės elementų stabilumo gerinimo, derindama organinę chemiją su medžiagų mokslu ir atsinaujinančia energetika.
Kauno technologijos universiteto (KTU) Cheminės technologijos fakulteto doktorantė Justina Mikučiūnaitė tiria naujas funkcines medžiagas, galinčias prisidėti prie platesnio saulės energijos panaudojimo. Jos mokslinis kelias prasidėjo bakalauro studijų metu, prisijungus prie profesoriaus Vytauto Getaučio tyrimų grupės.
Organinė chemija atvėrė kelią į mokslą
„Per pirmuosius metus įgijau praktinės patirties ir tapau stiprios bei kompetentingos tyrėjų komandos dalimi, iš kurios iki šiol semiuosi profesinių žinių. Ši patirtis paskatino mane labiau domėtis, kaip organinė chemija gali prisidėti prie atsinaujinančios energetikos plėtros, o pasiekti rezultatai ir įdomi tyrimų kryptis – tęsti studijas bei tyrimus toje pačioje grupėje“, – pasakoja J. Mikučiūnaitė.
Šiuo metu pagrindinė jos tyrimų sritis yra organinė chemija ir jos pritaikymas kuriant medžiagas perovskitiniams saulės elementams. J. Mikučiūnaitę ypač domina galimybė kryptingai keisti medžiagų savybes ir pritaikyti jas konkrečiai funkcijai.
„Ši tyrimų kryptis yra itin perspektyvi ir sparčiai besivystanti, jungianti medžiagų mokslą, organinę chemiją ir atsinaujinančią energetiką. Būtent galimybė derinti skirtingų mokslo krypčių žinias mane labiausiai ir įtraukė į šią sritį“, – teigia ji.
Tikslas – efektyvesni ir stabilesni saulės elementai
J. Mikučiūnaitė šiuo metu dirba Technologinių ir fizinių mokslų ekscelencijos centro (TiFEC) projekte ir atlieka disertacijos tyrimus, kurių didžiąją dalį sudaro naujų funkcinių medžiagų sintezė.
„Vienas pagrindinių klausimų, į kuriuos ieškau atsakymo, – kaip organinio junginio molekulinė struktūra ir jos modifikavimas gali paveikti medžiagos chemines bei fizikines savybes ir jos pritaikymą saulės elementuose. Šių sąsajų supratimas svarbus kryptingai kuriant naujas medžiagas“, – pažymi ji.
Vienas pagrindinių jos tikslų – prisidėti prie stabilesnių perovskitinių saulės elementų kūrimo, kartu išlaikant aukštą jų energijos konversijos efektyvumą. Šioje srityje jau pasiekta reikšmingų rezultatų.
„Pritaikius kai kuriuos mano susintetintus junginius perovskitinių saulės elementų kompozituose, pavyko pasiekti aukštą, 26 proc. siekiantį energijos konversijos efektyvumą. Žinoma, šiuo metu jau pasiekta naujų rekordų, tačiau tuo metu gauti rezultatai suteikė vertingos informacijos, kaip toliau modifikuoti ir funkcionalizuoti molekules, bei tapo pagrindu kurti naujas, dar efektyvesnes medžiagas“, – teigia KTU doktorantė.
Pasak jos, šių technologijų aktualumas didėja kartu su augančiu energijos poreikiu ir būtinybe ieškoti tvaresnių jos gamybos būdų. Perovskitinių saulės elementų potencialą didina ir jų fizinės savybės.
„Ateityje šie saulės elementai galėtų būti naudojami plačiau dėl tokių privalumų kaip lengvumas ir lankstumas. Tai galėtų atverti naujų saulės energijos panaudojimo galimybių ir papildyti šiandien naudojamas technologijas“, – sako J. Mikučiūnaitė.
Ne visi eksperimentai vyksta pagal planą
Nors didžiąją J. Mikučiūnaitės kasdienybės dalį užima praktinis darbas laboratorijoje, tyrėjos veikla tuo neapsiriboja. Ji analizuoja mokslinę literatūrą ir naujausius tyrimų rezultatus, domisi kitų tos pačios srities mokslininkų atradimais, vertina savo eksperimentų rezultatus ir planuoja tolesnius tyrimus.
Tačiau eksperimentai ne visada vyksta taip, kaip tikėtasi. Pasak KTU chemijos mokslų krypties doktorantės, būtent gebėjimas tokiais momentais išlaikyti motyvaciją yra vienas didžiausių pradedančiojo tyrėjo iššūkių.
„Tokiais atvejais svarbu nesusitelkti vien į nesėkmes, bet stengtis suprasti, kas nepavyko, ieškoti problemų sprendimo būdų ar kito kelio užsibrėžtiems tyrimų tikslams pasiekti. Pradedančiojo tyrėjo kelyje taip pat atsiranda daugiau savarankiškumo – reikia išmokti tinkamai planuoti savo laiką ir tyrimų etapus, nuolat sekti mokslo naujienas bei kritiškai vertinti tiek kitų tyrėjų, tiek savo rezultatus“, – pasakoja ji.
Pasak J. Mikučiūnaitės, šiuos iššūkius lengviau įveikti dirbant stiprioje komandoje, kurioje dalijamasi žiniomis ir kartu ieškoma problemų sprendimų. O motyvaciją tęsti mokslinį kelią jai labiausiai suteikia pats tyrimų procesas, galimybė išbandyti naujus metodus ir pasiekti rezultatai.
Ateityje KTU doktorantė planuoja tęsti tyrėjos karjerą universitete ir toliau gilinti organinės chemijos bei medžiagų mokslo žinias. Jos teigimu, technologijoms nuolat tobulėjant, kartu atsiras ir naujų mokslinių klausimų, į kuriuos tyrėjams teks ieškoti atsakymų.
Renginys organizuojamas įgyvendinant projektą „Technologinių ir fizinių mokslų ekscelencijos centras (TiFEC)“ Nr. S-A-UEI-23-1, kurį finansuoja Lietuvos mokslo taryba ir Lietuvos Respublikos švietimo, mokslo ir sporto ministerija valstybės biudžeto lėšomis pagal programą „Universitetų ekscelencijos iniciatyva“.
