탄자 짐머만: “우리는 에너지를 '물질화'하려고 노력하고 있습니다."

간단한 아이디어이지만 기술적 측면에서 극도로 까다로운 것이 "대기 채굴(Mining the Atmosphere)"이라는 EMPA의 새로운 연구 이니셔티브의 기초입니다.

플라스틱 폴리머, 약물, 섬유, 연료 및 이와 유사한 제품을 만들기 위해 석유에서 탄소를 추출하는 대신 실제로 오랫동안 대기에 존재했던 CO2를 사용하는 것을 생각할 수 있습니다.

한 가지 해결책은 지구를 둘러싸고 있는 가스막에서 과도한 이산화탄소를 제거하는 일종의 "대기 진공 청소기"일 수 있습니다.

기후 변화를 제한하려면 미래의 오염 배출뿐만 아니라 과도한 CO2를 재활용하여 과거의 오염 배출도 보상해야 합니다.

이 주제를 함께 탐구할 이상적인 사람은 스위스 Thun, St. Gallen 및 Dübendorf에 사무실을 두고 있는 재료 과학 및 기술 연방 연구소 소장인 Tanja Zimmermann입니다.

2022년 전 함부르크에서 태어난 그녀는 XNUMX년 XNUMX월 XNUMX일 EMPA의 CEO라는 새로운 역할을 맡았습니다. 그녀는 거의 XNUMX년 동안 스위스의 중요한 연구 기관을 이끌었던 Gian-Luca Bona의 뒤를 이어 EMPA의 CEO가 되었습니다.

Tanja Zimmermann은 다음과 같은 대학에서 박사학위를 받았습니다.한자 도시 대학교 2007년에는 셀룰로오스의 새로운 기술적 응용을 위한 기초를 제공한 특정 연구로 인해

2001년부터 2012년까지 그는 EMPA와 스위스에서 셀룰로오스 나노복합체에 대한 최초의 연구 분야를 창설했습니다. 2011년부터 2017년까지 그녀는 EMPA 목재 응용 연구실을 담당했습니다.

2017년 가을부터 그는 연구소 경영진의 일원으로 기능성 재료 부서를 책임지고 있습니다. 이 부서에는 200개 연구 단위에 약 XNUMX명의 직원이 있습니다. 이 부서는 목재 및 셀룰로오스 기반 재료부터 시멘트 및 아스팔트에 이르기까지 다양한 재료를 다루고 있습니다. 고성능 세라믹부터 고분자 섬유, 에너지 응용 부품까지.

동시에 그는 순환 경제, 자원 효율성 및 스위스 에너지 전략의 효과적인 구현과 같은 주제가 중심 역할을 하는 연구 초점 영역 지속 가능한 건축 환경의 공동 리더십을 맡았습니다.

지난 3년 동안 그는 동료들과 함께 컴퓨터와 빅데이터를 기반으로 한 재료 과학 연구 영역을 만들었으며 Imperial College London과 협력하여 EMPA 재료 기술을 위한 로봇 센터를 설립했습니다.

스위스 재료과학기술 연방연구소 소장인 탄자 짐머만(Tanja Zimmermann)은 이것이 무엇보다 "물" 문제인 이유, 이를 해결하기 위해 반드시 해야 할 일은 무엇인지, 전형적인 온실인 이산화탄소에서 생산할 수 있는 것은 무엇인지 설명합니다. 가스.

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기후 위기에 대한 해결책을 찾고 대기를 일종의 "광산"으로 사용하여 CO2를 추출하고 그로부터 귀중한 상품과 재료를 생산하는 것은 결코 쉬운 일이 아닙니다. 기대에 부응하지 못할까봐 두렵지는 않으신가요?

“사실 이것은 시급한 문제입니다. 우리가 '순 제로'에 도달하고 에너지 전환을 마스터하더라도 대기에는 여전히 너무 많은 CO2가 존재하며, 이로 인해 빙하가 녹고 기상 현상이 증가하는 등 부정적인 결과가 초래됩니다. 그러므로 지금 행동하고 우리의 역할을 수행하는 것이 매우 중요합니다. 저는 특히 젊은 연구자들 사이에서 이러한 중요한 주제를 연구하려는 큰 동기를 느꼈습니다. 그러므로 우리 자신에게 주어진 임무에 대한 존경심은 절대적으로 그렇습니다. 해결책을 제시하지 못할까 봐 두려워요.”

그리고 연방재료과학기술연구소와 EAWAG가 이 엄청난 작업을 단독으로 처리할 수 있습니까?

"확실히 맞아요. 나는 EAWAG의 파트너 및 동료들에게만 동의할 수 있습니다. 이처럼 간단하고 효율적인 방식으로 연방수생과학기술연구소와 협력할 수 있게 되어 기쁩니다. 문제는 너무 복잡해서 우리는 함께, 즉 연방 폴리테크닉 부문의 모든 기관뿐만 아니라 국제 수준을 포함하여 그 외부에서도 함께만 해결할 수 있습니다. 결국 문제는 국경에서 끝나지 않습니다. 또한 실질적인 영향을 미치는 솔루션을 찾기 위해서는 업계, 공공 행정, 정치 분야의 의사 결정권자를 조기에 참여시켜야 합니다. 처음에 말했듯이 우리는 작게 생각하지 않습니다.”

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재료 기술 실험실이라는 특성으로 인해 이 모든 과정에서 EMPA의 역할은 무엇입니까?

“지속 가능한 에너지와 관련하여 역설이 발생할 것이며 우리는 이를 지적해야 합니다. 미래에는 태양광 발전 및 기타 유사한 솔루션의 확장으로 인해 여름에는 에너지가 과잉이지만 겨울에는 너무 적은 에너지를 갖게 될 것입니다. 이러한 상황을 보완하기 위해 우리는 에너지를 '구체화', 즉 대기 중 CO2를 사용하여 수소나 메탄과 같은 저장 가능한 화학 에너지 운반체로 변환하려고 노력하고 있습니다!”

대기를 추출하게 된 이유는…

"정확히. 우리의 비전은 적절한 소재와 기술의 개발을 통해 CO2 배출 사회에서 이산화탄소 구속력 있는 사회로 변화하는 것입니다. 그리고 이것이 꼭 필요한 일이라는 점을 다시 한 번 강조합니다. 왜냐하면 에너지 전환 이후에도 지구의 온도가 더 이상 올라가는 것을 막기 위해서는 지난 2년 동안 우리가 야기한 COXNUMX 오염 대기를 '정화'해야 하기 때문입니다. 온도".

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대략적인 일정은 무엇입니까?

“우리는 현재 우리 개념의 기초인 다양한 '기둥', 즉 CO2 추출, 화학적 전환, 그리고 마지막으로 탄소와 연결될 고부가가치 물질을 생산하는 기술을 연구하고 있습니다. 장기적으로. 바이오 숯 기반 단열재와 같은 네거티브 방출 기술에 대한 첫 번째 프로젝트는 이미 EMPA에서 진행 중입니다. (열 분해에 의해 얻은 탄소질 물질, 동시에 이질적이고 방향족 및 미네랄 시스템이 풍부함, ed.) CO2를 방출하는 대신 경화 과정에서 COXNUMX를 흡수하는 시멘트 유형 등이 있습니다. 내년에는 추가 이니셔티브가 시작될 것으로 예상됩니다. 예를 들어, 나 자신도 연구자로서의 배경을 바탕으로 나무라는 주제를 시작하고 싶습니다. 다양한 이해 당사자들 간의 첫 번째 논의가 진행 중이며 이는 확실히 매우 흥미롭습니다."

구체적으로 어떤 질문에 답하려고 하시나요?

“EMPA는 시스템 접근 방식을 통해 혁신적인 탄소 기반 소재 및 관련 기술을 개발하는 데 중점을 두고 있습니다. 예를 들어, CO2 배출량이 적은 새로운 건축 자재, 후자를 산업적 규모로 생산하는 혁신적인 생산 기술(예를 들어 화학 산업을 위한 기타 원자재), 효율적인 메탄화 및 촉매가 있습니다. 이산화탄소와 수소를 메탄으로 전환하는 것뿐만 아니라 가능한 가장 에너지 효율적인 방식으로 대기에서 CO2를 '흡입'하는 새로운 개념도 있습니다. 우리는 가능하다면 선형이 아닌 원형이어야 하는 전체 수명주기에서 모든 재료와 프로세스를 점점 더 고려해야 하며 앞으로도 그럴 것입니다..."

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새로운 연구 계획에도 자금이 지원되어야 합니다. 자금은 어디서 나오나요?

“우리는 연방 공과 대학 협의회로부터 받은 '스타트업 보조금'과 예비 자금으로 총 약 500만 프랑을 통해 우리 계획에 자금을 조달할 것입니다. 물론 우리는 공공 기관과 산업 파트너 등 제3자로부터 추가 자원을 확보하고 싶습니다."

예를 들어 녹색 에너지 및 저장 연합(CGES)과 ETH 도메인의 공동 이니셔티브를 통해 현재 이 분야에서 많은 작업이 진행되고 있습니다. 다들 똑같은 일을 하고 있지 않은가?

“이러한 모든 계획은 중요합니다! Paul Scherrer Institute 및 EMPA와 함께 취리히와 로잔에 있는 두 연방 기술 연구소의 주요 활동인 CGES는 지속 가능한 에너지를 저장하거나 태양 에너지를 수소, 메탄 또는 메탄올과 같은 화학 에너지 운반체로 변환하는 작업을 다룹니다. , 소위 Power-to-X 프로세스입니다. 여기서 초점은 MegaWatt 시스템, 즉 모빌리티 시연자 또는 플랫폼에 연결된 접근 방식에서 개발된 기술과 같이 산업 파트너와 함께 기존 기술을 대규모로 배포하거나 확장하는 것입니다. ESI(에너지 시스템 통합, 에디션) PSI 자체의. '대기 채굴' 프로젝트와 일부 중복되는 부분이 있지만, 우리는 이미 에너지 전환을 넘어 탄소 네거티브 소재를 기반으로 하는 완전히 새로운 순환 경제 시스템을 목표로 생각하고 있습니다.”

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스위스가 이 분야에서 선구적인 역할을 하는 것이 왜 중요한가요?

“스위스는 주로 좋은 기본 조건 덕분에 계속해서 혁신 분야의 국제적 리더가 되었습니다. 따라서 우리는 지속적인 이니셔티브 내에서 기술과 개념을 개발한 다음 이를 적용하고 시장에 출시하는 데 이상적인 위치에 있습니다. 그리고 이는 스위스 산업의 국제 경쟁력을 더욱 향상시킬 것입니다...".

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