Kemija baterij

Dr. Ava Rajh je raziskovalka na oddelku za fiziko nizkih in srednjih energij na Institutu Jožef Stefan.

Predstavite nam instrument, ki ga najpogosteje ali najraje uporabljate pri delu.

Najpogosteje uporabljam računalnik za analizo podatkov, eksperimente pa opravljam tudi na sinhrotronskih pospeševalnikih, ki so v laboratorijih in na inštitutih v tujini in imajo veliko različnih eksperimentalnih postaj, namenjenih raziskavam z različnih področij, od biologije, medicine, do raziskav materialov za različne namene.

Sinhrotron je velika krožna vakuumska cev, v kateri z uporabo močnih magnetov pospešimo elektrone do hitrosti, primerljive s hitrostjo svetlobe. Ti hitri elektroni nato oddajajo svetlobo, ki je večinoma v območju rentgenskih žarkov. To pomeni, da je sicer ne vidimo s prostim očesom, vendar je milijonkrat bolj intenzivna kot sončna. To svetlobo nato na različnih eksperimentalnih postajah uporabljamo za preučevanje posameznih atomov in molekul v materialu.

Več iz rubrike Znanstvenica spreminja svet

Kako bi povprečno razgledanemu v največ sto besedah razložili, kaj raziskujete?

Sodelujem pri različnih projektih, v katerih preučujemo mehanizme delovanja naslednje generacije baterij, na primer litij-žveplove in natrij-ionske baterije. Raziskujem načine, kako lahko spremljamo kemijske reakcije, ki potekajo v baterijah med njihovim praznjenjem in polnjenjem. Rentgensko svetlobo uporabljamo kot nekakšen mikroskop, s katerim lahko opazujemo, kako se med potekom kemijske reakcije spreminja okolica atomov. Opazujemo tako strukturne spremembe (na primer, kako se spreminja razdalja do sosednjih atomov) kot kemijske spremembe (ali se spremeni oksidacijsko stanje elementa, kakšen je tip vezi …). Te zaznane spremembe potem povežemo z delovanjem baterije.

Zakaj imate radi znanost?

Ker ni nikoli dolgčas. Vedno se pojavijo nova vprašanja, nove ideje, kako se lotiti problema …

Kaj dobrega bi vaše delo lahko prineslo človeštvu?

Pri delu sodelujem s strokovnjaki s področja baterij, ki informacije uporabijo pri načrtovanju novih materialov za izdelavo bolj učinkovitih, cenejših in trajnostnih baterij. Novi viri shranjevanja energije nam bodo olajšali prehod na bolj obnovljive vire energije, kar je nujno, če hočemo omiliti posledice globalnega segrevanja.

Kdaj ste vedeli, da boste raziskovalka?

Vedno me je zanimalo, kako deluje svet in vse, povezano z naravoslovjem, bolj konkretno pa med dodiplomskim študijem, ko sem ugotovila, da zelo rada rešujem probleme.

Kaj zanimivega poleg raziskovanja še počnete?

Že od mladih nog sem tabornica, tako še vedno ostajam aktivna prostovoljka v lokalni organizaciji. Rada tudi rišem in ilustriram manjše projekte, ko za to najdem čas. Igram namizne igre in se ukvarjam z različnimi športi, kolesarim in hodim v hribe.

Kaj je ključna lastnost dobrega znanstvenika?

Radovednost, vztrajnost in dobra merica potrpežljivosti.

Katero bo najbolj prelomno odkritje ali spoznanje v znanosti, ki bo spremenilo tok zgodovine v času vašega življenja?

Pravijo, da bo fuzija kot vir energije dostopna v naslednjih desetletjih. Upam, da se bodo napovedi uresničile.

Bi odpotovali na Mars, če bi se vam ponudila priložnost?

Ja, če bi šlo za raziskovalno delo, ki bi trajalo nekaj let. Zagotovo pa bi se želela vrniti na Zemljo.

Na kateri vir energije bi stavili za prihodnost?

Zelo optimistično, na fuzijo oziroma zlivanje jeder, ki je zdaj oddaljena res samo še 30 let. Kot alternativo močno podpiram uporabo jedrske energije v kombinaciji z razvojem obnovljivih virov, kot so sončna in vetrna energija. Sem pa predvsem zagovornica racionalne porabe energije.

S katerim znanstvenikom v vsej zgodovini človeštva bi šli na kavo?

Najraje bi šla z Leonardom da Vincijem, saj je bil znanstvenik, inženir, mislec, umetnik, arhitekt … Zagotovo bi bil zelo zanimiv sogovornik.

Katero knjigo, film, predavanje, spletno stran s področja znanosti priporočate bralcu?

Predlagam dve knjigi. Prva je Merchants of Doubt Erika M. Conwaya in Naomi Oreskes, ki zelo dobro opisuje, kako se lahko s konkretnimi znanstvenimi rezultati manipulira v prid tistega, ki jih predstavi, in kako pomembna je jasna komunikacija znanstvenikov. Druga, malo bolj študijska, pa je zbirka predavanj Richarda Feynmana z naslovom Six Easy Pieces, v katerih na zelo dostopen način razloži osnovne koncepte fizike. Omenila bi še youtube kanal 3Blue1Brown, na katerem so s čudovitimi grafikami odlično razloženi osnovni matematični koncepti.

Česa ne vemo o vašem področju, pa bi nas presenetilo?

Rentgensko svetlobo uporabljamo za raziskovanje na ogromno področjih, od pregleda zlomljenega uda do določanja strukture pigmentov v Rembrandtovih slikah, od iskanja, kako se nevarne snovi vežejo v listih rastlin, strukture proteinov, raziskave kamnin in kje je voda na Luni, do osnovnih raziskav, ki nam povedo več o fiziki jedra in njegovih gradnikov.