Ūdeņradis, zinātkāre un mobilitātes nākotne: iepazīstiet Germanu Vlasenko, skolēnu, kurš izstrādā savu ZPD "LACISE" projektā

Germans Vlasenko RTU Fizikas un materiālzinātnes institūtā

“LACISE” projekts turpina sniegt jauniešiem iespēju praktiski iesaistīties zinātnē. Šoreiz sarunājamies ar vēl kādu skolēnu, kurš savu pētniecisko darbu veic “LACISE” projekta ietvaros – RTU Fizikas un materiālzinātnes institūtā.

Rīgas Valsts 2. ģimnāzijas 12. klases skolnieks Germans Vlasenko ir viens no tiem jauniešiem, kuri zinātnē ir gatavi iesaistīties ne tikai teorētiski, bet arī praktiski - izstrādājot savu zinātniski pētniecisko darbu (ZPD) par atsaistītās elektrolīzes procesu ar bezsaistvielu superkondensatora tipa elektrodiem skābā vidē – tematu, kas cieši saistīts ar mūsdienu enerģētikas un ilgtspējīga transporta attīstību.

Germana interese par šo tematu radās pavisam dabiski - no aizrautības ar automašīnām un vēlmes saprast, kā nākotnē varētu izskatīties ilgtspējīgs transports. "Savā ZPD es vēlējos izpētīt tēmu, kas saistīta ar automašīnām, un ūdeņradis man šķita īpaši interesants virziens," viņš stāsta. Tieši ūdeņradis kā potenciāla nākotnes degviela un iespēja saglabāt iekšdedzes dzinēju, vienlaikus samazinot ietekmi uz vidi, kļuva par viņa pētījuma pamatu.

Kad Germans uzrakstīja Prof. Andrim Šutkam interesējoties par iespēju izstrādāt pētniecisko darbu RTU laboratorijā, proti, pētīt ūdeņraža iegūšanu, viņš ātri nonāca līdz konkrētam pētījuma virzienam. "Tiekoties ar Mg. sc. ing. Mairi Iesalnieku, nolēmām strādāt pie atsaistītās elektrolīzes tēmas."

Ceļš zinātnē sākas ar jautājumu: kā tas strādā?

Germans sevi raksturo kā jaunieti ar plašu interesi par fizikā un ķīmijā notiekošo. Šos priekšmetus viņš apgūst padziļināti un atzīst, ka tie lieliski papildina viens otru. Germans stāsta: “man patīk fizika un ķīmija, jo tās ļauj izprast pasauli gan skolā, gan ārpus tās”.

Viņu vienmēr ir saistījušas STEM jomas, un lielu ieguldījumu šajā interesē devuši skolotāji – īpaši Rīgas Valsts 2. ģimnāzijas fizikas skolotājs Mg. Phys. Voldemārs Muižnieks, kurš jau vairākus gadus iedrošina skolēnus piedalīties konkursos un attīsta pētniecības prasmes.

ZPD mērķis: bezsaistvielu elektrodi ūdeņraža elektrolīzei

Germana ZPD mērķis ir ambiciozs un atbilst mūsdienu enerģētikas virzieniem. Pētījuma pamatā bija vēlme atrast un izstrādāt metodi, kas drošai ūdeņraža ieguvei būtu efektīvāka par literatūrā aprakstītajām un līdz šim eksistējošajām pieejām. Darbs sākās ar zinātniskas literatūras analīzi un turpinājās ar praktiskiem eksperimentiem laboratorijā, kuru rezultātā darba autora izstrādātais paraugs, vērtējot pēc īpatnējās elektroda kapacitātes pie 10 mV/s skenēšanas ātruma, uzrādīja aptuveni par 43 % augstāku efektivitāti nekā literatūrā aprakstītais paraugs.

Pētījuma galvenie uzdevumi: 

• iegūt bezsaistvielas superkondensatora tipa elektrodus atsaistītas elektrolīzes veikšanai, 
• salīdzināt dažādas apstrādes metodes un noteikt, kura ļauj sasniegt labākos rezultātus,
• noskaidrot, vai termiskā apstrāde pati par sevi uzlabo materiāla virsmu un elektrodu īpašības.

Attēlos laboratorijas galds, uz kura notika paraugu maiņa; vanna,  kurā mērījumu laikā tika iegremdētas elektroķīmiskās šūnas, lai uzturētu konstantu temperatūru, kā. arī dators, mērījumu rezultātu nolasīšanai. Foto: Germans Vlasenko

Pirmie soļi laboratorijā

Germans ļoti priecājas par iespēju strādāt RTU Fizikas un materiālzinātnes institūta laboratorijā. Viņš atzīst, ka sākotnēji laboratorija šķita gandrīz kā no filmām: "Man šķita, ka tas būs tāpat kā “Zirnekļcilvēkā”, kur Pīters Pārkers sintezē dažādas vielas laboratorijā. Godīgi sakot, realitāte izrādījās ļoti līdzīga."

Tomēr līdz ar aizrautību nāk arī realitāte – lielākā daļa laika laboratorijā nav aizraujoši eksperimenti, bet gan:

• gaidīšana, kamēr paraugi apdedzinās,
• ilgstošas mērījumu procedūras,
• datu analīze, kas bieži neatbilst sākotnējām prognozēm,
• metožu pilnveide, atkārtoti eksperimenti un rūpīga kļūdu meklēšana.     

Taču šī pieredze Germanam bijusi ārkārtīgi vērtīga. Viņš iemācījās ne tikai tehniskās prasmes, bet arī pacietību – vienu no zinātnieka būtiskākajām īpašībām.

Attēlos krāsns, kurā tika apdedzināti paraugi. Foto: Germans Vlsenko

Pārsteigumi un mazie zinātnes brīnumi

Germanu pētījuma laikā pārsteidza gandrīz viss. Īpaši spilgti viņš atceras iepazīšanos ar skenējošo elektronu mikroskopu (SEM). "Tā ir liela iekārta, kas ļauj redzēt to, ko ar aci nevar. Tā virsmu skenē ar elektronu staru kūli – burtiski ar to mazo ‘bumbiņu’, ko redzam fizikas grāmatās. Iekārta ir dārga, bet ļoti vērtīga brīžos, kad jānoskaidro, kā izskatās paraugu virsma mikrolīmenī."

Viens no aizraujošākajiem brīžiem bija, kad pirmais bezsaistvielu elektrods uzrādīja lieliskus rezultātus – tieši dienu pirms Germana dzimšanas dienas. Taču zinātne ir nepastāvīga: identisks paraugs nākamajā reizē uzrādīja daudz sliktākus rezultātus. Tas bija brīdis, kad Germans patiesi saprata, kāda ir pētniecības ikdiena – izmeklēšana, lai saprastu, kas ietekmējis rezultātus, analīze un nepārtraukta optimizācija.

Germana paraugs šķīdumā pirms žāvēšanas un paraugs tiek mērīts divu elektrodu sistēmā, lai vēlāk noteiktu tā īpatnējo kapacitāti. Foto: Germans Vlasenko.

Zinātnieku atbalsts

Germans atzīst, ka RTU zinātnieku atbalsts pētnieciskā darba rakstīšanā ir bijis nenovērtējams. Īpaši pateicīgs viņš ir Dr. Phys. Mārtiņam Vanagam un Mg. sc. ing. Mairim Iesalniekampar pacietību un spēju sarežģītas tēmas izskaidrot saprotamā veidā, un sniegt padomus, kas nepieredzējušam skolniekam ir ļoti būtiski. “Lielākais izaicinājums bija saprast, ko tieši es daru. Tas var šķist smieklīgi, bet tā tiešām bija – bez pieredzes es nezināju, kādi mērījumi jāgaida, kā tiem jāizskatās, vai tas, kas sanāk, ir labi vai slikti,” stāsta Germans.

Laboratorijā Germans iepazinās arī ar RTU studentiem, un neformālās sarunās uzzināja gan par viņu pētījumiem, gan studiju pieredzi, kas Germanam devusi daudz plašāku priekšstatu par zinātnieka darbu.

Nākotnes plāni

Germana mērķi ir skaidri: “mans sapnis ir strādāt autosportā vai autoindustrijā kā inženierim. Mani fascinē darbs pie lietām, kuras daudzi jau uzskata par perfektām, un mēģinājumi tās padarīt vēl labākas.”

Dzīves otrajā pusē – pasniegt fiziku. "Šis priekšmets man tik ļoti patīk, ka gribu dalīties savā aizrautībā," viņš atzīst. Jau tagad viņam bijusi iespēja vadīt dažas mācību stundas ģimnāzijā, kas tikai apstiprinājis vēlmi nākotnē kļūt par pedagogu.

Ko iemāca ZPD?

No visām prasmēm, ko Germans ieguvis, viņš izceļ:

• laika plānošanu,
• zinātniskās literatūras lasīšanu,
  
• datu analīzi un pētniecisko domāšanu,
  
• koncentrēšanos.

Viņš smejas, citējot mammas teikto: "Kad tu mazgā trauku – domā par trauku."
Tieši tā arī laboratorijā – jākoncentrējas uz tā ko tu dari.

Padoms citiem skolēniem

Germana ieteikums tiem, kuri apsver ZPD rakstīšanu sadarbībā ar zinātniekiem:

• izvēlies tēmu, kas saistīta ar to, ko gribētu darīt nākotnē,
• nebaidies no laboratorijas darba – tas ir lielisks veids, kā iejusties profesijā,
  
• un pats galvenais – sāc laikus, jo, ja pirmie mērījumi neizdodas, ir laiks uzlabot pieeju.

"ZPD ir kā Ēnu diena, bet šoreiz tu pats arī dari darbu." Germans ir pārliecināts, ka “pārdomāta pieeja ļauj gūt maksimālu pieredzi no ZPD izstrādes”.

Germana Vlasenko piemērs rāda, kā jaunieši, iesaistoties “LACISE” projekta pētījumos, spēj ne tikai iepazīt sarežģītas tehnoloģijas, bet arī sniegt savu ieguldījumu nākotnes enerģijas risinājumu attīstībā. Strādājot ar reāliem materiāliem un eksperimentālām metodēm, viņam bijusi iespēja spert pirmos soļus ūdeņraža tehnoloģiju izpētē un iegūst prasmes, kas noteikti būs noderīgas gan studijās, gan inženiera darbā.

Nav komentāru

Komentēt