Направи дарение на училище!

1. Кратка информация за изследователя: име, степен, звание, месторабота:

Здравейте, казвам се Тома Станкулов и работя в Института по електрохимия и енергийни системи „Акад. Евгени Будевски“ при БАН (ИЕЕС-БАН) от 2004 г. Придобих образователна и научна степен доктор по Електрохимия (вкл. химически източници на тока) през 2013 г. в същия институт. Понастоящем съм главен асистент и научен секретар на ИЕЕС-БАН.

2. С какво се занимавате на работното си място? (Ежедневието на един учен) – проекти, изследвания,

Ежедневието ми е доста натоварено и не протича по определен ред. Опитвам се да съчетавам и баласирам между два вида дейности – научноизследователска и административна.

Научно-изследователската ми дейност е свързана с тематиката на направление „Електрохимични източници на ток“ в института, което основно се занимава с оптимизиране на батерии за индустриални приложения, както и разработка на нови системи за съхранение на енергия. По-конкретно съм фокусиран върху литиево-йонни и метал-въздушни батерии, микробиални горивни клетки и суперкондензаторни системи. Извършвам проучвания на научна литература и актуалните новини по тези тематики, лабораторни изпитания за получаване по различни методи на желани вещества и последващото им електрохимично охарактеризиране, обработка и анализ на получени резултати, докладването им в отчети по проекти, в научни статии и на научни форуми. Тези дейности изискват постоянно усъвършенстване на знания и умения не само по електрохимия. Наскоро, например, ми се наложи за обработка на резултати да ползвам Python-скрипт за четене на данни от Еxcel, тъй като стандартния пакет блокираше при опит за отваряне на прекалено големия обем събрани данни.

Административната ми дейност на научен секретар на ИЕЕС-БАН, не бих характеризирал като особено интересна и привлекателна, но е належаща и се старая да изпълнявам срочно поетите ангажименти като: изготвяне на общоинститутски планове, отчети, различни разрешения, искания и заповеди и др. документи, изисквани по редица нормативни актове, регулиращи както научната-дейност на института, така и различните процедури за кариерно израстване на младите изследователи и учените в ИЕЕС-БАН. С нея не бих занимавал повече вашата аудитория.

Разбери повече за БГ Наука:

***

По-интересно е върху какви научни проекти работя в момента.

Участвам в изпълнение на договор, който е почти приключил, към ФНИ с Университет „Проф. д-р Асен Златаров“ – Бургас, по който ИЕЕС-БАН е партньор. Темата на проекта е „Възстановяване на фосфор и получаване на био-тор от отпадни потоци“. Основната ни цел е да изследваме възможностите за извличане на фосфатни и амониеви йони, разтворени в различни отпадни води, чрез електрохични методи. Тези йони, след подходяща обработка се използват за производство на био-тор. В работата по проекта се опираме на разработена през 70те години технология за въздушни газодифузионни електроди за метал-въздушните батерии, дело на проф. Илия Илиев и доц. Анастасия Каишева от ИЕЕС. Тези въздушни електроди са изградени от порест хидрофобен материал и каталитичен слой. В нашия случай те разделят електролита (отпадна вода), намиращ се в микробиалните горивни клетки, и въздуха в околната среда, като същевременно в тях се извършват различни по механизъм електрохимични реакции с участието на кислорода от въздуха. Благодарение на микроорганизмите в клетката, които преработват отпадната вода, става и нейното пречистване. В зависимост от използваните в горивната клетка микроорганизми, може по време на преработката на отпадната вода спонтанно да протече и електричество. Отделените фосфатни и амониеви йони се обработват до получаване на биотор. Ние разработваме и изпитваме въздушни електроди с различни каталитични слоеве и съответната им работа в микробиални горивни клетки. 

Участник съм и в проект по тема „Многофункционални приложения на композитни системи графен-квантови точки (МултиГраф)“, която се финансира по договор на ФНИ с нашия институт и партньор (ХТМУ-София). Работата е фокусирана върху синтеза и разработването на нетоксични и без наличие на тежки метали наноразмерни материали, използвайки сравнително евтини подходи. Графенът има две интересни свойства: висока електронна проводимост и широк спектър на абсорбция на светлина. Въпреки широкия обхват на абсорбция, неговата способност да абсорбира светлина е ниска, но при комбинирането му с халкогенидни нанокристали тази способност може бъде повишена. Квантовите точки са материали с размери под ≤ 10 nm, които имат един и същ химически състав. Поради това че, те се различават по размера на частиците, съответно проявяват различни оптични свойства – абсорбция, флуоресценция и емисия. Малкият размер на частиците допринася и за по-краткият път на дифузия на йоните, което е от съществено значение при използването им за системи за съхранение на енергия. Подобни композити могат да се използват като фоточуствителен слой за фотоволтаици, като активни материали за суперкондензатори и батерии. Личният ми интерес към тази тема е отдавна. Имам и публикация по темата във forumnauka.bg.

ИЕЕС-БАН е водеща организация в проект Център за Компетентност „ХИТМОБИЛ – Технологии и системи за генериране, съхранение и потребление на чиста енергия“ по Оперативна програма „Наука и образование за интелигентен растеж“ и е ключов изпълнител в Национална научна програма „Е-Плюс – Нисковъглеродна енергия за транспорта и бита“, ръководена от БАН. Това са мащабни инфраструктурни проекти, в които са въвлечени почти всички членове на колектива на института, както и на много други институти на БАН, университети и други организации. 

3. Какви са научните ви постижения (приноси) и каква е тяхната полза за обществото и икономиката?

Научните ми постижения са основно в областта на литево-йонните батерии, на които съм отдал вече 15 години. Имах възможността при постъпването си в ИЕЕС-БАН, тогава ЦЛЕХИТ (Централна лаборатория по електрохимични източници на ток), да бъда приет в групата на пионерите в тази област в България – проф. А. Момчилов и проф. Б. Банов. Техните напътствия, както и знанията, които получих от колегите, с които съм работил, допринесоха за изграждането ми като експерт не само в областта на литиевите батерии, но и в областта на възобновяемите източници на енергия като цяло. За съжаление политическата конюнктура в страната ни през последните почти 20 години, не даде възможност и на мен напълно да използвам и развия потенциала си. Обнадеждаващото в случая е, че вече за неща, които доскоро четях и наблюдавах само в медиите на напредналите държави и звучащи екзотично за нашето общество, като зелена енергия, електрически превозни средства, и т.н., започват да се случват и в България. Смятам, че тепърва предстои, макар и с голямо закъснение, обществото да разбере и оцени ползата от работата ни.

4. Какво ви мотивира да изберете професията на изследовател?

Любопитството ми бе събудено от една книга на Айзък Азимов от любимата ми поредица „Пътеводител в науката“, която четох и препрочитах в ученическите ми години. От тогава ме вълнуват въпроси като: какво се получава, как се получава и защо. Интересът да получа отговорите им са мотивация за работата ми във всички области, с които животът ме сблъсква не само професионално. Това е и една от причините да се насоча към една интердисциплинарна област като електрохимията, която е на границата между две фундаментални науки: физика и химия.

С опита в годините се формира и вътрешното желание да използвам натрупаните знания в областта на електрохимията за създаването на нещо по-рационално, което да има приложен характер и съответно да е от полза за обществото. 

Батериите като интерес. Още по време на обучението ми като студент в ХТМУ-София, един от параметрите на батерийните системи (а и не само), а именно КПД (коефициент на полезно действие), силно ме впечатли. От съществуващите в началото на 20ти век различни електрохимични системи за съхранение на енергия, само оловно-киселите и литево-йонните батерии имат КПД над 90 %, като за литиевите той може да е над 98%. Тогава за мен бе странно, че тези системи не са завладели изцяло пазара, а се развиват технологично и ползват и други не толкова ефективни системи. Въобще загубата на енергия ми се виждаше безсмислена. В днешни дни с обострянето на климатичните проблеми смятам, че е недопустимо да продължаваме да използваме неефективни системи (като ДВГ с КПД < 40%).

През последната година се впуснах в ново научно начинание. По проект BISCaps за сътрудничество с колеги от Италия и Испания, работя върху овладяване на специфични методи за химичен синтез и обработка на материали, които да се влагат в суперкондензаторни системи. Разработваният суперкондензатор се състои от активен въглен и манганов диоксид, чиито добри работни характеристики биха му осигурили стабилна и продължителна работа. За синтеза на активния въглен, с желани характеристики, използваме термична обработка на резорцино-формалдехидна смола и последващо активиране в специален реактор с инертен газ. Мангановият диоксид получаваме чрез елементарна химическа реакция във воден разтвор при стайна температура на манганови соли. Стремежът е да се постигнат материали, отговарящи на изисквания на определени стандарти на производители.

5. В момента работя върху ……., което ще …….През последната година се впуснах в ново научно начинание.По проект BISCaps за сътрудничество с колеги от Италия и Испания, работя върху овладяване на специфични методи за химичен синтез и обработка на материали, които да се влагат в суперкондензаторни системи. Разработваният суперкондензатор се състои от активен въглен и манганов диоксид, чиито добри работни характеристики биха му осигурили стабилна и продължителна работа. За синтеза на активния въглен, с желани характеристики, използваме термична обработка на резорцино-формалдехидна смола и последващо активиране в специален реактор с инертен газ. Мангановият диоксид получаваме чрез елементарна химическа реакция във воден разтвор при стайна температура на манганови соли. Стремежът е да се постигнат материали, отговарящи на изисквания на определени стандарти на производители.
   ‘
6. Какви проблеми срещат учените във вашата област (за професионалното си развитие и в работата си)?

О, те са много! Най-болезнен проблем си остава намирането на млади хора, които да дръзнат да се занимават с наука. Най-достойните за тази дейност още от завършването на средно образование поемат към университетите в чужбина и, правейки паралел с условията и организацията там, не биха се върнали да правят наука в България. Придобилите у нас докторска степен също търсят възможности за бъдеща реализация в чужбина. 

За да можем да осъществяваме проектите в момента и в бъдеще, е необходимо не само приток на млади ентусиазирани изследователи, от съвременна апаратура, от химикали и материали за работа, необходими са и квалифицирани хора за системна поддръжка на информационните системи, на сградата и нейните инсталации. В химическите институти това е от голямо значение за осигуряване на нормална, ритмична и безопасна работа.

7. Какво, според Вас, трябва коренно да се промени в България по отношение на науката?

На първо място, все още много има да се желае относно възстановяване на достойното отношение на обществото и държавните управници към науката като стратегическо мислене за сигурността на държавата. То е необходимо, не само при определяне на бюджет за наука в подобаващ размер спрямо брутния вътрешен продукт, какъвто е в развитите страни по света, а и в структуриране и администриране на научната дейност, които да гарантират нейната възпроизводимост. Ковид кризата показа ясно, че в определени ситуации, държавата трябва да разполага с необходимите експерти за вземане на важни решения. Експертно ниво не може да се постигне без интензивна и целенасочена експериментална работа, която повечето университети в България трудно биха осъществили. Съответно добрата интеграция между научни институти и университети би гарантирала постигането на високо ниво на експертност.

8. Трябва ли да се говори за наука и защо?

Да не говорим за наука, означава да не говорим за бъдеще. Целият прогрес на обществото се базира на научни познания и научни разработки. Случайните открития имат много малък дял в процесите на усъвършенстване на технологиите. Благодарение на науката са реализирани мечтите на поколенията преди нас.

8. Знаете ли че: (малко известен и интересен факт за специалността)

Общоизвестно е, че литиевите батерии са пожароопасни. В лабораторни условия работим с експериментални литиеви електроди, където анодът е от метален литий. След приключване на експериментална работа с тях, „гасим“ металния литий в чаша с вода, за да не се запали. При „гасенето“ се отделя бурно взривоопасен водород със силно дразнеща миризма. Затова „гасенето“ задължително се извършва под лабораторна камина.

9. В свободното си време обичам да се зареждам от красотата и хармонията на природата. Използвам всяко свободно време за разходка в планината.

Вземете (Доживотен) абонамент и Подарете един на училище по избор!