»Nora« ideja jim je prinesla milijone

Prof. dr. Robert Dominko je zagotovo eden od vodilnih raziskovalcev na področju baterij ne le v Evropi, temveč v svetu. S svojimi nenavadnimi idejami mu je uspelo navdušiti tudi veliko multinacionalko in jo prepričati, da vanje že več let vlaga milijonske zneske. Idejam Roberta Dominka pa ni videti konca …

 

Znanstveni svetnik na ljubljanskem Kemijskem inštitutu in izredni profesor na Fakulteti za kemijo in kemijsko tehnologijo Univerze v Ljubljani, pomočnik direktorja evropske mreže Alistore-ERI in koordinator evropskih projektov HELIS ter EUROLIS, izredni član Inženirske akademije Slovenije, prof. dr. Robert Dominko, na Kemijskem inštitutu že vrsto let vodi raziskovalno skupino, ki že dve desetletji pomembno usmerja raziskave sodobnih akumulatorjev. Tudi s pomočjo sredstev velikanke Honde, ki je že od leta 2013 pripravljena vlagati v njihove na videz neuresničljive ideje, evropskih projektov in sredstev Javne agencije za raziskovalno dejavnost Republike Slovenija je skupini pod vodstvom Dominka pred nedavnim uspelo razviti novo tehniko spremljanja sprememb v katodnih materialih s pomočjo infrardeče spektroskopije.

 

Življenjska pot dr. Roberta Dominka:

• Rodil se je leta 1971 v Varaždinu na Hrvaškem.
• Po končani srednji šoli na Gimnaziji v Trbovljah je doštudiral na Fakulteti za kemijo in kemijsko tehnologijo v Ljubljani.
• Leta 2002 se je poročil in takoj po poroki tudi doktoriral.
• Mednarodne izkušnje je zbiral s študijem v Pragi, raziskovalnim delom na Danskem, Franciji, Nemčiji in tudi z učenjem na eni izmed francoskih univerz.
• Pet let po doktoratu, leta 2007, je postal vodja ene od delovnih skupin evropske mreže Alistore.
• Leta 2012 je prijavil prvi evropski projekt in ga tudi dobil.
• Že naslednje leto mu je z izvirno idejo uspelo prepričati tudi multinacionalko Honda, s katero sodelovanje še kar traja.
• Je avtor ali soavtor številnih znanstvenih del, poglavij v knjigah in patentov.

 

Trenutno s kolegi na evropski ravni ugotavlja, kateri koraki v bazičnih raziskavah so potrebni, da bo Evropa ulovila azijske in ameriške tekmece predvsem na področju proizvodnje baterij. Ne pozablja pa niti na Slovenijo – doma bi namreč rad postavil močan baterijski center, v okviru katerega ne bi delovala le raziskovalna skupina, ampak bi bil veliko širši. V njem bi lahko imela industrija, ki potrebuje ali še bo potrebovala te storitve, dober kompetenčni center, na katerega bi se lahko zanesla. Ideja je sicer še v povojih, a so temelji za njeno uresničitev že postavljeni. Poleg tega Dominko meni, da bi morala Slovenija poleg obstoječe imeti še dodatno proizvodnjo baterij. »To je tudi ena od želja, za katero upam, da jo bom uresničil v prihodnjih dveh desetletjih kariere,« pravi Dominko. Prepričan je namreč, da imamo v Sloveniji postavljene dobre temelje znanja in da je zdaj pravi čas, da lahko tudi proizvajamo in povečujemo dodano vrednost.

 

Znanstvenih uspehov, s katerimi se lahko pohvalite, je kar nekaj. Ne nazadnje je vaše ime in ime skupine, ki jo vodite, v Evropi in svetu na področju baterijskih raziskav izjemno dobro poznano in med svetovnimi raziskovalci prepoznano kot zaupanja vredno. Kaj pa je tisto, na kar ste na poslovnem področju najbolj ponosni?

Več stvari je. Pomemben dosežek skupine je bil, ko je imela v določenem trenutku najboljši material na svetu – litij-železo-fosfat. Takrat smo bili sicer še »zeleni« in tega nismo znali pravilno izkoristiti in prenesti v komercialno rabo, hkrati pa smo od tekmecev dobivali polena pod noge. Kljub temu je bil v mednarodni evalvaciji ta material izbran kot najboljši in danes je uporaben v določenem delu električnih vozil in v vseh električnih orodjih. Takrat smo zamudili dobro priložnost, a naše ime je ostalo zapisano v tej skupnosti v raziskovalni sferi.

Je torej tudi v raziskovalni sferi, med znanstveniki, veliko tekmovalnosti in metanja polen pod noge?

Zagotovo. Tam, kjer je denar, je tudi rivalstvo. In več denarja ko je na voljo, več je rivalstva, tudi podlega.

Na kaj je vplivalo to, da ste imeli najboljši material na svetu?

To je bil prvi mejnik, ki nam je omogočil dobro raziskovalno pot. Takrat so me prepoznali kot potencialnega vodjo na širši ravni, tudi zunaj Slovenije, in pet let po doktoratu, leta 2007, sem postal vodja ene od delovnih skupin Alistore. Takrat sem se začel učiti, kako voditi večje raziskovalne skupine, bolj ugledne raziskovalce. V končni fazi je prišlo do tega, da sem prijavil prvi evropski projekt in ga leta 2012 tudi dobil. To je bil nov zelo pomemben mejnik, ki me je dokončno postavil na zemljevid Evrope, na bruseljske hodnike. Veliko časa sem bil edini koordinator evropskih projektov na področju materialov iz vzhodne Evrope. Zaradi teh dosežkov so prihajale tudi različne nagrade, ki so dokaz, da hodimo po pravi poti, prišlo pa je tudi sodelovanje s podjetjem Honda, ki se je začelo leta 2013 in ki mi pomeni nekakšen prestiž.

Na Kemijskem inštitutu vodite precej močno skupino. To je najbrž velika odgovornost?

V skupini je več kot 20 ljudi, država pa prispeva toliko sredstev, da lahko z njimi pokrijemo zaposlitev največ sedmih. Za vse druge moram poskrbeti sam, in sicer na trgu zunaj Slovenje. Tekmovati moramo z bogatimi in uveljavljenimi laboratoriji, ki imajo letne prihodke tudi do deset milijonov evrov in od 100 do 200 zaposlenih. Ampak za zdaj nam to dobro uspeva.

Verjetno se ne motim, če rečem, da ste trenutno eden vodilnih raziskovalcev na področju baterij v Evropi in tudi širše.

Sicer sem raje bolj skromen in previden pri takšnih izjavah, a že ob prihodu na Kemijski inštitut sem vedel, da moramo biti najboljši vsaj na evropski ravni, če ne celo na svetovni. V tej smeri se trudim. Eno od priznanj delu naše skupine je priprava ene najpomembnejših baterijskih konferenc, ki bo marca prihodnje leto na Bledu. To nam je zaupala organizacija International Battery Materials Association (IBA) in je potrditev, da smo v svetu razpoznavni kot zaupanja vredni. Glede na to, da sem kot vabljeni predavatelj povabljen na vse večje konference s tega področja, verjetno res sodim v širši krog bolj priznanih raziskovalcev.

Je teh vabil veliko?

Ogromno. Pred kratkim sem, na ženino veliko nezadovoljstvo, zavrnil vabilo na konferenco v Honolulu, ampak teh potovanj je enostavno preveč. Včasih niti ne vem, na katerem letališču sem …

Glede na vaše številne aktivnosti najbrž dobro poznate trenutne smernice na področju shranjevanja energije v svetu. So podobne kot v Sloveniji? Kam gremo?

V Sloveniji imamo določene specifike. Predsednik vlade Marjan Šarec je pred kratkim razburkal energetsko javnost z izjavo o tem, da potrebujemo drugi blok jedrske elektrarne, in zdaj vsi govorijo, da se je Slovenija že odločila za drugi blok. Vendar ni še nič odločeno, čeprav prevladuje občutek, da je vsak lobi na svoji strani in vztraja pri svojem. Če pogledamo po Evropi, na primer v Nemčiji, je ob določenih dnevih samooskrba iz obnovljivih virov energije že zadovoljiva. Tako pridobljeno energijo pa je treba shranjevati. Pri tem moramo upoštevati ne le tehnologije, ki že danes dobro delujejo, ampak tudi to, kakšne so možnosti za tehnologije v prihodnje. Trdno sem prepričan, da bodo baterije prevzele del segmenta shranjevanja energije, predvsem na področju lokalne samooskrbe, na primer za stanovanjske enote, hiše, manjše bloke in tudi naselja.

Pomen baterij bo rasel, saj se mi ne zdi verjetno, da bi lahko še naprej nadgrajevali omrežja. V tujini gre razvoj bolj v smeri končnega uporabnika, torej na mikro raven. Vprašanje je torej, ali res potrebujemo drugi blok jedrske elektrarne, morda lahko celo Muro pustimo povsem pri miru … Gre za pomembne polemike, kar pogrešam, pa je zaključena zgodba – torej ugotovitev, kako bi bilo, če bi vključili vse dejavnike, kakšne bi bile prednosti, pomanjkljivosti. Občutek imam, da vsak lobi rine v svojo smer in da nihče v državi ni sposoben narediti reza in realno določiti, kakšna naj bo energetska prihodnost Slovenije.

Razvoj manjših shranjevalnikov energije je torej eden od trendov. Kaj pa drugi?

Aktivno poteka tudi razvoj večjih shranjevalnikov energije, izredno pomembno je shranjevanje toplote, izkoriščanje geotermalnih virov, industrijske toplote … Zavedati se bomo morali, da energija ne bo nikoli več tako poceni, kot je bila.

Kaj se bo dogajalo na področju shranjevanja velikih količin električne energije?

Že danes je presežke proizvedene električne energije mogoče shranjevati. Slovenija bi si lahko privoščila še nekaj črpalnih hidroelektrarn. Vodikove tehnologije so še v povojih, najbolj racionalno je energijo shranjevati kot elektriko. A velike baterije šele prihajajo.

Kdaj jih lahko pričakujemo?

V bistvu so na nekaterih področjih že realnost, a je za zdaj tehnologija še zelo draga. Obstajajo tudi stari sistemi – visokotemperaturni akumulatorji, ki so na primer na voljo na Japonskem. Stvari že obstajajo, a z ekonomskega stališča zdaj še niso najbolj zanimive – še vedno je najceneje kuriti premog, jedrska energija pa je sploh zelo poceni. A zaradi predvidene povečane porabe bo treba najti tudi nove rešitve.

Vsekakor pa bodo baterijske tehnologije, ki prihajajo, cenejše, bolj prijazne do okolja in tudi trajnostne. Trenutna težava litij-ionskih akumulatorjev namreč je, da so narejeni iz določenih materialov, predvsem kobalta in niklja, ki jih na svetu ni dovolj.

Iz kakšnih materialov pa bodo nove baterije?

Iz mangana, železa, žvepla, organskih komponent, kisika … Iz vseh tistih elementov, ki jih je po zemeljski obli dovolj in so zelo pogosti.

Je to že izvedljivo? Lahko naredite baterijo na kisik?

To je izvedljivo. Primarno baterijo, ki vsebuje cink in kisik, že uporabljamo. Nekoliko težje je izdelati sekundarno baterijo, torej tako za večkratno polnjenje, vendar bi najbrž s primernimi vložki brez težav tovrstno proizvodnjo dobila tudi Slovenija. Iskra se na primer zanjo že zanima. Na področju žveplovih baterij smo že zelo blizu komercializacije, čedalje bolj uveljavljene so tudi baterije z organskimi materiali.

Kako konkretno je videti baterija na organski material?

Gre za polimer, ki vsebuje redoks centre, kar pomeni, da je omogočeno tudi prenašanje in shranjevanje elektrona. Gre v bistvu za enak princip, po katerem deluje baterija danes, le da je v njej namesto kovine, ki je pridobljena iz rude, organski polimer, ki je lahko tudi ostanek pri predelavi koruze. To so ideje in poskusi, smer, v katero gremo – da lahko torej narediš baterijo ne ravno iz odpadkov, ampak iz komponent, ki jih že danes imamo, a jih mogoče ne znamo najbolje uporabiti.

Se s temi raziskavami ukvarjate tudi v vaši skupini?

Tudi v to smer gredo naše raziskave in to je tudi smer, ki jo podpira Honda.

Kako se je pravzaprav začelo vaše sodelovanje s Hondo?

Večja podjetja, kot je Honda, imajo skavte, ki obiskujejo konference in iščejo zanimive ljudi. Potem te povabijo k sodelovanju z neposredno pogodbo ali pa k svojim internim razpisom. Honda me je po nekaj pogovorih povabila, naj se prijavim na razpis, prek katerega so zbirali predloge, kaj bi lahko podjetje proizvajalo čez deset let. Prvo leto sem predlagal nekaj, kar bi predlagal slovenski industriji – nekaj, kar je že znano in delno deluje, a potrebuje še dodelavo. Tisto leto na razpisu nisem bil izbran. Naslednje leto so me znova povabili, zato sem intenzivno razmišljal, zakaj sem prejšnje leto izvisel. Z brskanjem po internetu sem ugotovil, da so izbrali ideje, ki so bile povsem nore, predlagali so nekaj nemogočega. Tako se je porodila ideja, s katero bi, če bi jo kot projektni predlog poslal na slovensko Agencijo za raziskovanje, hitro odpadel, ker je bila preveč abstraktna, nedodelana, hkrati niso obstajali nikakršni zapisi, da je sploh izvedljiva (razvoj magnezijevih akumulatorjev, op. a.). A Honda jo je prepoznala kot nekaj dobrega in predlog nagradila z manjšim zneskom (30 tisoč evrov), ki ga je takoj po prvem poročilu nadgradila še z dodatnimi 30 tisoč evri. Pridobljena nagrada nam ni nalagala nikakršnih obveznosti, a ker smo želeli s Hondo trajno sodelovati, smo ji po pol leta vseeno nekaj pokazali.

Kaj pa ste jim lahko pokazali pri tako nori ideji?

Lahko smo jim pokazali težave, na katere smo naleteli med raziskavami, in pa majhen indikator, da naša ideja res lahko deluje tudi v praksi. Toda to je bilo še daleč od možnosti uporabe izdelka. Je pa zadoščalo, da je Honda z nami podpisala dveletno pogodbo, ki je vsebovala šestmestno številko. Kar nekaj denarja je bilo na voljo, s tem pa smo prišli do stopnje, da smo lahko dokazali, da naša ideja deluje. Takrat smo pripravili tudi tako imenovani road map, nekakšno časovnico na področju magnezijevih akumulatorjev, in sicer do leta 2022.

Ali vam uspe slediti tej časovnici?

Trenutno nam gre zelo dobro. Ko smo Japoncem prvič pokazali časovnico, so nas prosili, naj raziskave še malo razširimo, in nastal je dodatni projekt, s katerim smo identificirali določeno smer razvoja magnezijevih akumulatorjev. Tako zdaj vzporedno tečeta dva projekta – eden je še vedno bazično konceptualno dokazovanje možnega, drugi projekt pa je že na ravni prototipov, ki jih bomo kmalu testirali. Gre za baterijo za manjši mestni avtomobil, ki ga ima namen izdelovati Honda, in naj bi bila nared leta 2025 ali 2026.

So potem izdelki, ki jih pri vas razvijete, Hondini? Vi jih najbrž ne morete samostojno upravljati?

Drži. Vse intelektualne pravice gredo Hondi. Mi samo razvijamo zanjo. Pravzaprav sem v enakem položaju kot njeni zaposleni.

Sodelujete tudi z evropskimi proizvajalci avtomobilov. Kakšne razlike opažate v primerjavi z azijskimi proizvajalci?

Pri Hondi gre za zasebni denar, medtem ko se pri evropskih proizvajalcih uporabljajo javna sredstva. Zainteresiranost pri evropskih proizvajalcih je sicer še vedno na zelo visoki ravni, ni pa zaveze, da se bo sodelovanje nadaljevalo tudi takrat, ko ne bo več javnega denarja. Ko se projekt konča, ga običajno dajo na stranski tir.

Kako izbirate člane svoje skupine?

Precej računam na srečo in zlasti pri novih ljudeh zaupam občutku. Nato pa tistim, ki se izkažejo, omogočim nadaljevanje kariere in skrbim zanjo, dokler se ne osamosvojijo.

S čim se trenutno ukvarjate? Kaj vam vzame največ časa?

Predvsem priprava smernic za prihodnje raziskovanje v Evropi. Gre za sodelovanje v pobudi Battery 2030+ in Kemijski inštitut je ena od vodilnih ustanov na tem področju. Dobili smo leto dni časa, da Evropski komisiji predložimo zelo podroben načrt o tem, kaj bi lahko naredila Evropa, da bi pridobila prednost pred azijskim trgom.

Koliko Evropa zaostaja za Azijci in Američani?

Trenutno ogromno. Če bi zelo jasno določili prioritete in naredili vse, kar je treba narediti na tem področju, bi jih lahko dohiteli v desetih ali petnajstih letih.

Ampak oni verjetno v tem času ne bodo čakali križem rok …

Najpomembnejši izumi, ki so nastali na področju baterij, so delo evropskih raziskovalcev, ki so delali v Evropi ali Ameriki. Azijski trg je izume pobral in jih v zadnjih treh desetletjih zelo dobro izpopolnil. Evropa je namreč naredila ogromno napako, da je vso zabavno elektroniko prepustila azijskemu trgu, ki si je tako pridobil veliko izkušenj. V azijskih državah imajo zelo dobre inženirje, imajo pa težave s tem, da najdejo nekaj novega.

 

Robert Dominko zasebno:

Vsi poklicni uspehi od Roberta Dominka zahtevajo veliko odrekanj in prilagajanj, kar še najbolj občuti njegova družina – žena ter osnovnošolca hčerka in sin, katerim je, pravi, zelo hvaležen za podporo. »Ko ima žena vsega dovolj, reče, da je poročena samo še za polovični čas (smeh),« pravi Dominko in doda, da se je partnerka, ki je ekonomistka, že v času njegovega doktorata odločila, da bo podpirala njegovo kariero. »To pa od mene zahteva še več truda, da imamo primeren življenjski standard, kljub temu da sem zaposlen v javnem sektorju,« meni Dominko.

 

Povem vam anekdoto iz Honde. Na sestanku na Japonskem sem predstavljal rezultate in vizijo naše skupine, nato pa so nam predstavniki Honde predstavili še svoje rezultate, ki so bili plod dela notranjega raziskovalno-razvojnega oddelka. Mimogrede, v njem dela okoli 15.000 ljudi. S kolegico nisva mogla verjeti, da so bili njihovi rezultati tako klavrni. Pozneje se je izkazalo, da je raziskovalec, ki dela na tem področju, starejši od svojega šefa, zato mu ta ne sme ničesar reči. Tudi v poslu so njihovi kulturni običaji zelo močni. In prav tu je naša prednost – če meni mlajši kolega pove, da sem naredil napako, in svojo trditev podkrepi z argumenti, se mu bom zahvalil in napako poskušal odpraviti. In to dolgoročno prinaša napredek.

Do kdaj morate pripraviti smernice in kam nas bodo peljale?

Pripravljene morajo biti do marca. Gremo v smer okoljsko vzdržnih materialov, torej v uporabo komponent, ki so na voljo. Zanimivo področje je tudi vpeljava računalniško podprtega načrtovanja – da bodo torej velik del raziskav opravili že računalniki. Postopki se bodo razvijali tudi s pomočjo umetne inteligence in računalniki bodo lahko, učeč se iz uspelih in neuspelih poskusov, priporočali, kaj naj naredi raziskovalec v laboratoriju. Šli bomo tudi v smer robotizacije in avtomatizacije raziskav, kar nekateri že delajo. Vzamejo na primer komponenti a in b in ju preizkusijo v nešteto razmerjih. Za izvajanje tega so najprimernejši roboti, saj ljudje, čeprav uporabljajo povsem enake pripomočke, ne morejo nikoli enako izvesti poskusa. Trenutno znanstveniki že razvijajo robote za proizvajanje majhnih baterij v laboratoriju. Drugi del segmenta pa je vpeljava senzorjev v akumulatorje.

Kaj to pomeni?

Navdih za to smo dobili iz medicine, ki se lahko z dobro diagnostiko izogne komplikacijam. Isto nameravamo narediti z akumulatorji. Z dobro diagnostiko, senzoriko v akumulatorju predvidevamo, da bomo lahko zaznali tiste spremembe, ki bodo morebiti vodile do degradacije in odmiranja akumulatorja. Tako bomo lahko bodisi sprožili proces samopopravila v akumulatorju bodisi bomo ta akumulator upravljali s pomočjo zunanjega menedžmenta. To nam bo omogočilo, da bo vsaka celica dobila svoje informacije in vsak uporabnik bo, ko bo kupil električni avto, natančno vedel, kakšna je kakovost baterije in koliko kilometrov bo avtomobil še lahko vozil s to baterijo. Tudi na odpadu bo lahko robot po temeljitem pregledu v recikliranje poslal le določene celice, druge pa namenil za nadaljnjo uporabo.

S tem boste precej povečali izkoristek …

In zmanjšali količino ogljikovega dioksida ter podaljšali dobo uporabnosti baterij. Želimo jo podaljšati na največjo možno – 20, 30 let. Tako bi pocenili postopek in zmanjšali ogljični odtis izdelka, uporabljali bi trajnostne komponente in podobno. Pri vsem, kar delamo, moramo imeti v mislih to, kako se bo izdelek proizvajal, pa tudi to, kako se bo recikliral. Recimo, da naredimo kalcij-organsko baterijo, kar je mogoče. To sta dva elementa, ki sta okoli nas in ki ju načeloma lahko pojemo in nam ne bi smela škoditi. Toda kljub temu moramo že pri razvoju tega izdelka razmišljati, kako bomo te baterije reciklirali. Ne želimo namreč, da nam v prihodnosti baterije povzročijo take težave, kakršne imamo danes s plastiko.

 

Intervju je objavljen v reviji Eko dežela Energetika 2019.