W technologiach i elektronice Polacy od zawsze byli mocni, choć nie zawsze ich odkrycia i wynalazki udawało się komercjalizować. Jednym z najznamienitszych przykładów naukowego odkrycia, które udało się przekuć w biznes, jest praca polskiej fizyk Olgi Malinkiewicz.
Ta absolwentka Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego oraz Politechniki Katalońskiej w Barcelonie opracowała metodę pozwalającą na zastosowanie materiału perowskitowego na dowolnym podłożu. Za późniejsze opracowanie technologii wytwarzania elastycznych ogniw fotowoltaicznych na bazie perowskitów otrzymała w 2014 r. nagrodę w prestiżowym naukowym konkursie Photonics21. Jeszcze w tym samym roku Malinkiewicz założyła spółkę Saule Technologies. Po ponad siedmiu latach, w 2021 r., firma uruchomiła we Wrocławiu pierwszy na świecie zakład produkujący ogniwa perowskitowe. Z Saule Technologies zaczęła już współpracę Skanska – pokrywająca elewacje biurowców półprzezroczystymi ogniwami słonecznymi.
Niebieski laser
Dwie dekady wcześniej inni polscy naukowcy byli o krok przed innymi w wyścigu technologicznym. Cały świat wiedział już, że przyszłością będzie niebieski laser. Dziś jest już standardem optycznego zapisu informacji znanym jako Blu-ray. Ten rodzaj laserów używany jest też w profesjonalnych cyfrowych kamkorderach i magnetowidach.
Dzięki pracy zespołów badawczych Centrum Badań Wysokociśnieniowych PAN opracowano nad Wisłą półprzewodnikową diodę laserową z azotku galu, emitującą niebieskie światło. Rząd – mając świadomość przyszłości tej technologii – dość szybko w 1998 r. wdrożył program rozwoju niebieskiej optoelektroniki. Choć na świecie niebieskim laserem zajmowali się też np. Japończycy, to polska technologia była lepsza, stwarzała mniej problemów niż drogi, którymi podążali na świecie inni naukowcy. Gdy jako kraj mogliśmy już sprzedawać same podłoża GaN do niebieskich laserów, uznano, że uruchomiony zostanie następny program rządowy – mający kończyć się wdrożeniem komercyjnym przyrządów laserowych. Badania i prace trwały latami. W tym czasie na świecie skomercjalizowano już tę technologię. Rynek zaczął się rozwijać, a ceny takich laserów spadały. Polakom się nie udało sprzedać niczego.
Paliwo z CO2
Przy obecnym kryzysie energetycznym i w obliczu ograniczania surowców sprowadzanych z Rosji polska innowacyjna metoda wytwarzania paliwa sprzed lat mogłaby dziś zyskać jeszcze większy rozgłos niż w 2009 r. Wówczas bowiem pracownikom Uniwersytetu Marii Curie- -Skłodowskiej w Lublinie pod kierunkiem prof. Dobiesława Nazimka udało się opracować metodę wytwarzania benzyny lub oleju napędowego z dwutlenku węgla. Szacowano, że zastosowanie tej metody w dużych polskich zakładach przemysłowych pozwoliłoby produkować ok. 21 ton paliwa rocznie. Na czym polega metoda? Na wykorzystaniu fotokatalizatora opartego na tlenku tytanu do konwersji rozpuszczonego w wodzie dwutlenku węgla poprzez naświetlanie promieniowaniem nadfioletowym. W ten sposób naukowcom udało się otrzymywać metanol. Tak otrzymany metanol mógł być dalej przekształcany w paliwo przy wykorzystaniu technologii opracowanej już w latach 70. ubiegłego wieku przez koncern Mobil.
„Wyniki eksperymentalne wykazały, że najwyższą wydajność fotoredukcji CO₂ z H₂O uzyskano, stosując TiO₂ z aktywną fazą anatazową modyfikowaną dodatkiem Ru i WO₃. Konwersja była bardzo wysoka – prawie 97 proc. CO₂ zostało przekształcone głównie w metanol (14 proc. obj.) oraz na niewielką ilość kwasu mrówkowego i octowego oraz estru” – podają naukowcy. „Nowy efektywny fotokatalizator, opisany w projekcie, pozwala na przeprowadzenie procesu fotokatalitycznego z wydajnością wystarczającą do użytku komercyjnego. Z obliczeń wynika, że wdrożona technologia (okres trzech lat) pozwoli na ograniczenie emisji CO₂ w pierwszym roku trwania technologii (ok. 25 proc. z dalszą progresją)”.
Nic dziwnego, że rozbudziło to w Polsce wielkie nadzieje. Do UMCS wybierał się wtedy osobiście ówczesny wicepremier Waldemar Pawlak. Od razu pojawiały się też głosy krytyczne. Mówiono, że to metoda nieefektywna. Ilość energii zużywana w takim procesie miała sprawiać, że tego rodzaju produkcja paliwa będzie nieefektywna. Próby się jednak pojawiały. Najpierw z uczelnią list intencyjny w tej sprawie podpisała miejscowa Elektrociepłownia Wrotków. Miała wspólnie z naukowcami zbudować pierwszą instalację do wytwarzania paliwa z CO₂. Szybko się jednak z tej współpracy wycofała. Potem była jeszcze nadzieja na współpracę z prywatną firmą. Wówczas jednak prof. Nazimek nie zgodził się na warunki współpracy, które zaoferowali przedsiębiorcy. Ostatecznie w 2012 r. odszedł na emeryturę, a jego metoda nie doczekała się wdrożenia. Tymczasem dwa lata później Niemcy zbudowali w Dreźnie zakład pozwalający uzyskiwać paliwo z CO₂ za pomocą metody opracowanej wspólnie ze Szwajcarami. Nie było to jeszcze przemysłowe przedsięwzięcie, raczej testowe, pozwalające produkować dziennie ok. 160 l cieczy z węglowodorów, którą w 80 proc. można było zamienić w syntetyczny olej napędowy.
W 2020 r. konsorcjum z Oslo – Norsk e-Fuel AS – ogłosiło, że zbuduje w Porsgrunn fabrykę produkującą paliwo lotnicze z dwutlenku węgla. W skład konsorcjum weszły: niemiecka spółka Sunfire GmbH, szwajcarska spółka Climeworks AG, niemiecka spółka Paul Wurth SA i norweski fundusz inwestycyjny Valinor. Według planów konsorcjum w przyszłym roku ma osiągnąć zdolność do produkowania 10 mln litrów ekologicznego paliwa lotniczego rocznie. Trzy lata później ma to już być 100 mln ton rocznie.
Innowacje dla niepełnosprawnych
– Nasz wózek oprócz tego, że umożliwia przemieszczanie się użytkownika, pozwala mu sięgnąć np. do półki z książkami. W konstrukcji umieściliśmy autorski ręczny mechanizm pionizowania sylwetki osoby, która siedzi na wózku, dzięki czemu może ona w dowolnym momencie zmienić pozycję z siedzącej na stojącą – opowiadał w 2019 r. dr inż. Piotr Borkowski, Wydział Mechaniczny Politechniki Białostockiej, Koło Naukowe Technologii i Konstrukcji Biomedycznych „BioTik”. – Ułatwiamy w ten sposób takie proste czynności, jak sięgnięcie w sklepie po towar z wyższej półki, korzystanie z szafek w domowej kuchni czy wizytę w bibliotece. Dzięki systemowi pionizacji osoba niepełnosprawna może pokonać więcej barier architektonicznych oraz zachować aktywność w życiu zawodowym i społecznym. To za ten projekt dwoje studentów Politechniki Białostockiej, podopieczni dr. Borkowskiego – Paweł Czerwiński i Katarzyna Burdziak – zostało wyróżnionych nagrodą specjalną prezesa Urzędu Patentowego RP podczas IX edycji Ogólnopolskiego Konkursu Student-Wynalazca. Swój wynalazek bowiem opatentowali.
Polska zaświeci w ekranach?
Tymczasem nowe projekty kolejnego pokolenia polskich naukowców wciąż powstają. Tym razem – na szczęście – już bardzo często jako start-upy. Dzięki temu celem od razu jest komercjalizacja odkryć czy opracowanych technologii. Tak jest m.in. z Noctilucą – spółką technologiczną założoną przez młodych naukowców w Toruniu. To nowa firma, a już bierze udział w wyścigu o rynek warty obecnie miliardy dolarów. Już jest jednym z trzech głównych graczy na świecie. Noctiluca zajmuje się projektowaniem wyświetlaczy OLED nowej generacji. To poważna gra – toczy się o przyszłość ekranów, które wszyscy dziś mamy w smartfonach czy w telewizorach. Ale nie tylko. Jeśli technologia się rozwinie, to OLED może zacząć wypierać dotychczasowe źródła światła.
Wydaje się, że to dziś jedyna droga nieuchronnej ewolucji. Najpierw kineskopowe ekrany telewizorów wyparła technologia LED. Ta jednak wyczerpała już swoje możliwości. A i tak nie była doskonała. Mimo sporej oszczędności energii ekrany LED nie potrafią dobrze oddawać czerni, stosuje się w nich metale ciężkie. Dlatego wypierają je ekrany OLED.
Polska firma z Torunia opracowuje organiczne związki chemiczne, które mogą emitować barwy. Aby zwiększyć swoje szanse na rynku, realizuje projekt z Agencją Rozwoju Wysokich Technologii i Przemysłu na Tajwanie, współpracuje z niemieckim Instytutem Technologii, a jakiś czas temu otworzyła własny dział badań i rozwoju w Korei Południowej. Opłaciło się. Polski start-up podpisał umowę z LG. Emitery opracowane przez Polaków będą testowane przez koncern, który wytwarza ponad 20 proc. wszystkich ekranów OLED na świecie.
Bibliografia:
Klincewicz K., „Zarządzanie technologiami. Przypadek niebieskiego
lasera”, Wydawnictwo Naukowe Wydziału Zarządzania UW,
Warszawa 2010.
Nazimek D., Czech B., „Artificial photosynthesis – CO2 towards
methanol”, „Materials Science and Engineering” 19 (2011).