Kobieta nauki, która zmienia świat. Badaczka z Politechniki Wrocławskiej z prestiżową nagrodą

Ludzkie pragnienia o zasiedleniu innych ciał niebieskich cały czas istnieją. Krok po kroku chcemy je wcielać w życie. Za około dwa lata NASA oraz Europejska Agencja Kosmiczna w ramach misji Artemis III chcą wylądować na Księżycu, a nawet utworzyć tam stałą bazę, która będzie orbitować wokół satelity naszej Ziemi.

Patroszenie Planety

Ale że człowiek to stworzenie z natury pazerne, to krok po kroku tą swoją jedyną zamieszkałą planetę obżera z surowców. I to takich kluczowych – dla gospodarki cyfrowej i technologii, dla bezpieczeństwa i obronności czy energetyki. A na ich czele są lit, grafit, kobalt, a także miedź czy nikiel.

Problemem jest nie tylko coraz większe zapotrzebowanie na te surowce i co za tym idzie szybsze ich zużywanie. Rzecz w tym, że my jako Europa tych metali rzadkich nie mamy zbyt wiele. Posiadamy złoża miedzi, to fakt. Znakomitą większość innych surowców trzeba jednak sprowadzać, a to olbrzymie koszty. Najczęściej źródłem dostaw są Chiny, bogate w metale ziem rzadkich. Kraje Afryki - mają kobalt. Australia - lit, choć jednocześnie ma ona też duży pobór i duże rozproszenie tego surowca na swoim terytorium.

analizuje dr Weronika Urbańska z Wydziału Inżynierii Środowiska PWr

Dlatego Europa, a w zasadzie Unia Europejska ma plany, by wprowadzić nowe przepisy zakładające, że w składzie nowych baterii będzie co najmniej kilkanaście procent metali, m.in. litu i kobaltu pochodzących z odzysku. Pracuje się też na nowymi komponentami baterii, w kolejce są baterie ze znacznym udziałem sodu w składzie. Ale na odzyskiwaniu poprzestać nie możemy.

A może by tak z księżyca?

Podstawą na przyszłość jest też pozyskiwanie ze źródeł alternatywnych. I tu pojawia się załoga naukowców - powiązanych z Politechniką Wrocławską oraz startupem Extremo Technologies. Interdyscyplinarny zespół tworzą wspomniana już dr inż. Weronika Urbańska (PWr), dr hab. Anna Potysz (Uniwersytet Wrocławski), mgr Ewa Borowska z Uniwersytetu Warszawskiego, a także dr Jakub Ciążela z Polskiej Akademii Nauk. Skupili się oni na pozyskaniu krytycznych metali z regolitu księżycowego oraz marsjańskiego.

A ów regolit to nic innego jak luźna warstwa skał z powierzchni tych ciał niebieskich. W przypadku projektu o którym mówimy, jest on symulantem właściwego regolitu - został odtworzony z próbek przywiezionych przez misje kosmiczne. W wyniku tych prac zespół wykazał, że możliwe jest efektywne pozyskanie pierwiastków, takich jak lit, miedź, nikiel i kobalt w metodzie biologicznej z wykorzystaniem m.in. mikroglonów wulkanicznych. 

Polskie akcenty na stacji kosmicznej

Extremo Technologies pracuje nad tym, jak wykorzystać mikroorganizmy ekstremofilne m.in. w ochronie środowiska ziemskiego, ale także w przestrzeni kosmicznej. Obecnie skupia się na pracach co do wykorzystania unikatowych szczepów mikroglonów wulkanicznych do produkcji tlenu. Takie rozwiązanie może w przyszłości wspomagać systemy wytwarzania tlenu podczas długoterminowych misji kosmicznych. 

Dla przeciętnego Kowalskiego może być to czarną magią. Wystarczy jednak powiedzieć, że projekt ten już znalazł się na wąskiej liście 18 konceptów badawczych, z których zostanie wyłoniona wąska grupa udająca się na Międzynarodową Stację Kosmiczną razem z polskim astronautą. Może do tego dojść pod koniec 2024 roku.

Nagroda to...

Odzyskiwanie i pozyskiwanie surowców dla dr inż. Weroniki Urbańskiej to chleb powszedni. W warunkach ziemskich z sukcesem odzyskuje metale z odpadów, przede wszystkim ze zużytych baterii. Warto bowiem wiedzieć, że przetwarzany elektroodpad daje rzeczywisty zarobek, ze względu na obecność w nim metali, np. złota czy platyny. Jeżeli natomiast po człowieczemu chcemy eksplorować kosmos, potrzebujemy baz, chociażby na Księżycu. Transport materiałów z Ziemi jest po prostu nieopłacalny i trudny ze względu na możliwości techniczne. Lepiej je pozyskiwać na miejscu, mając odpowiednią technologię w ręku. A Księżyc czy Mars są podobne do Ziemi, jeśli chodzi o zawartość niektórych minerałów, w tym surowców krytycznych dla technologii ziemskich.  

Nagroda NAUKOWIEC PRZYSZŁOŚCI to dla naszej bohaterki uznanie dla badań nad takimi technologiami. Nagroda ma jednak kilka znaczeń. - Z jednej to dowód, że ktoś docenia fakt naszych badań na płaszczyźnie technologicznej, użytecznej dla ludzi. Z drugiej, to pomoc na przyszłość, promocja, nagłośnienie działań i możliwość wyjścia do ludzi, do świata i do mainstreamu. Z trzeciej, to jednak lekka presja, by dążyć do doskonałości, ale to dobrze, bo wyzwania muszą być. To mnie motywuje. Nagroda – to pokładana nadzieja, że coś z tego będzie, do czegoś ta nasza praca się przydaje i daje społecznie wymierne korzyści - mówi dr inż. Weronika Urbańska.

Odpoczynek od nauki - możliwy?

Czy nasza bohaterka ma jakieś sposoby, by od nauki choć na chwilę uciec? Złapać myślowy wentyl. Z dala od gospodarki odpadami, od baterii, od sztucznej inteligencji, od zamkniętych obiegów, czy badań na próbkach w kosmosie.

Teoretycznie, mogłabym powiedzieć: podróże, bo to dobrze wygląda w artykule. Ale. Byłam tydzień na wakacjach poza Europą, na Bliskim Wschodzie i tam nauka też mnie dorwała. Zwiedzaliśmy kolejne miasta, antyczne budowle i.... obok nich wszędzie były odpady. W Polsce, we Wrocławiu pod tym kątem naprawdę mamy dużą świadomość - porównując, jest po prostu czysto. Czasem wydaje nam się, że nie jest wcale tak dobrze, ale patrząc na inne kraje nie powinniśmy być aż tak krytyczni. Co prawda nie jesteśmy jeszcze idealni i w gospodarce odpadami jest jeszcze wiele do zrobienia, ale jest to zupełnie inny poziom działań, zdecydowanie wyższy. To widać, chociażby po naszym systemie zbiórki odpadów - dookoła widzi się pojemniki na segregację. Niestety nie wszędzie tak jest, a obserwacje zawsze są częścią moich wyjazdów, nawet tych prywatnych - taka, natura badacza. Tym sposobem połowa zdjęć z wakacji, to dokumentacja odpadowa, którą chętnie pokazuję, chociażby na zajęciach ze studentami.

uśmiecha się dr Weronika Urbańska, Naukowiec Przyszłości

To może podróż w kosmos byłaby rozwiązaniem? - Jeżeli tylko, w dalekiej przyszłości, pojawi się okazja, to na pewno będziemy chcieli wyruszyć na misję. To marzenie każdego, kto bada kosmos. Choć wiemy, że jest to bardzo odległe. Wręcz wydaje się nieosiągalne. Najbliższe misje będą raczej stricte badawcze. Nie będą służyć osiedlaniu się Człowieka na stałe. Możemy też marzyć o tym, by ziemskie zasoby pierwiastków, surowców, uzupełniać kosmicznymi. Za jaki czas to możliwe? Jeszcze całkiem niedawno nie mieliśmy komputerów, a potem smartfonów, tak więc w nauce – wszystko jest możliwe. Wydaje nam się, że odkryliśmy już tak wiele, że nic innego nas nie czeka, nic bardziej mylnego. Jest jeszcze wiele do zrobienia - mówi z dystansem Kobieta, która zmienia Świat. 

Zawrotne tempo zmian

A świat sam z siebie też się zmienia w zawrotnym tempie. Do niedawna nie było tak rozwiniętego recyklingu i idei segregowania, gospodarki obiegu zamkniętego. Wprowadzonych poziomów recyklingu dla odpadów komunalnych, opłat za spełnienie progów procentowych, szeroko rozwiniętych systemów kaucyjnych, etc. - Dziś też już wiemy, że modele obiegu zamkniętego często nie są idealne. Zawsze jakieś odpady resztkowe zostają, najczęściej w niewielkim stopniu, ale jednak są generowane. Surowce wtórne 1 do 1 raczej nie zastępują naturalnych, zawsze jest jakaś domieszka. Małe „drugie” obiegi, dla produktów jak na przykład tekstylia, w których konsument jest częścią dużego systemu - też mają ogromne znaczenie. Baterie - są ciągle nowe, różne, inne. A olbrzymi przypływ tego rodzaju odpadów czeka nas po szerokim wprowadzeniu elektromobilności. To wszystko pokazuje jak podejście do ochrony środowiska i odpadów ewoluuje- zakłada dr inż. Weronika Urbańska.

Jest też druga strona medalu - dziś młodzi, studenci, których spotykam na zajęciach, uczeni, są już na innym poziomie świadomości. Nie tylko środowiskowej. Obecnie jestem też przewodniczącą w Akademii Młodych Uczonych i Artystów i tam nauka łączy się z dziedzinami sztuki, np. muzyką, która też rozwija się dynamicznie. To wielka inżynieria. My robimy eksperymenty środowiskowe z wykorzystaniem mikroorganizmów, badamy kosmos, mamy podejście inżynierskie. A muzycy tworzą kompozycje do wnętrz czy gier i to też jest pieczołowita, koncepcyjna, laboratoryjna praca. Swego rodzaju kosmos i inżynieria - ocenia dr inż. Weronika Urbańska. 

mówi dr Weronika Urbańska z Politechniki Wrocławskiej

Ważne, żeby każda taka nauka odbijała się jak najszerszym echem. Międzynarodowa misja kosmiczna z wrocławskimi akcentami – brzmi dobrze, prawda?

DR WERONIKA URBAŃSKA: naukowe bio

• Wykładowczyni na Wydziale Inżynierii Środowiska Politechniki Wrocławskiej, autorka artykułów popularno- naukowych oraz kilkudziesięciu prac naukowych z zakresu gospodarki odpadami.
• Ekspertka na Dniach Klimatu, Konferencji Made In Wrocław 2022, World Space Week 2022, IV Międzynarodowym Kongresie Miasto – Woda - Jakość Życia, Forum Ekonomicznym 2023 oraz Wrocław Tech Date. Współinicjatorka kategorii nauk o Ziemi i Środowisku we wrocławskim Studenckim Programie Stypendialnym. Przewodnicząca Akademii Młodych Uczonych i Artystów. Tutor akademicki i lider dostępności PWr. 
• Za swoją działalność na rzecz środowiska wielokrotnie nagrodzana, m.in. Pucharem Zero Waste 2017, tytułami Klimatycznego Człowieka Roku (Ministerstwa Klimatu i Środowiska), Longines x ELLE – szukamy nowych pionierów oraz POLKA XXI wieku, a także ostatnio - nagrodą Naukowiec Przyszłości na VIII Forum Inteligentnego Rozwoju.