Pogovor iz aktualne revije Naš stik

Pogovor iz aktualne revije Naš stik

Datum objave:

ponedeljek, 21. april 2025

Avtor:

Mare Bačnar

Avtor fotografij:

Mare Bačnar

Kot inženirka v podjetju Pipistrel Vertical Solutions razvija in testira in matematično modelira baterijske celice, njeno poslanstvo pa je jasna vizija – ustvariti boljši svet z razvojem naprednih energetskih rešitev, kar ji je prineslo nominacijo za inženirko leta.

Urša Skerbiš Štok je fizičarka, ki s svojim delom na področju baterijskih tehnologij prispeva k trajnostni prihodnosti letalstva. Kot inženirka v podjetju Pipistrel Vertical Solutions razvija in testira in matematično modelira baterijske celice, njeno poslanstvo pa je, kot pravi sama, ustvariti boljši svet z razvojem naprednih energetskih rešitev. Navdušenje nad fiziko in inženirstvom jo spremlja že od otroštva, danes pa svoje znanje uporablja za premikanje meja mogočega v letalski industriji. V pogovoru nam je razkrila svojo karierno pot, izzive in nasvete za tiste, ki jih zanima svet znanosti in tehnologije.

Kaj vam pomeni to, da ste bili nominirani za inženirko leta?

»Nominiranke za inženirko leta smo v prvi vrsti ambasadorke žensk in deklet v STEM. Naše poslanstvo je predstaviti širši javnosti, da obstajamo in da smo lahko uspešne inženirke. S predstavitvami in pojavljanji na dogodkih predstavljamo svoje delo ter sporočamo mladim, da dekleta zmorejo(mo).

Moj osebni cilj za to nominacijo je, da pokažem mladim, ki se zdaj odločajo za izbiro poklicne poti, da zmorejo in da so naše omejitve glede izbire poklica pogosto le v naši glavi. Moj osebni cilj bo dosežen, če s svojo zgodbo opogumim vsaj pet deklet, da si bodo upale stopiti na inženirsko pot.«

Kako so vas lego kocke in avtomobilčki pripeljali do študija fizike ter pozneje do raziskovanja baterijskih tehnologij?

»Vedno me je zanimalo, kako stvari delujejo in kako so sestavljene. Precej hitro je bilo jasno, da bo moja pot usmerjena v naravoslovje ali tehniko, saj je bilo moje zanimanje od zgodnjega otroštva usmerjeno le v to smer. Kot deklica sem rada preživljala čas v delavnicah pri sorodnikih, kjer sem 'pomagala' pri popravilih avtomobilov in izdelavi različnih projektov v smislu 'naredi sam'. Z lego kockami sem tam pridobljene ideje udejanila v svojo otroško realnost. Ob prvemu srečanju z matematiko in s fiziko v osnovni šoli sem se zaljubila v ti bazični vedi. Vpis na Vegovo v Ljubljano po končani osnovni šoli in pozneje študij fizike sta bila logična koraka pri iskanju resnice, kako stvari delujejo ter kako naravo in tehniko opisati s pomočjo matematike in fizikalnih zakonov.

V fiziki me je navdušila fizika osnovnih delcev, ki išče in raziskuje, kaj se je dogajalo v prvih trenutkih po velikemu poku. Med študijem sem pridobila veliko širino znanja o matematičnih modelih in modeliranju podatkov, kar mi je po koncu študija odprlo veliko možnosti za zaposlitev. Zaposlitev v Pipistrelu je bila posledica mojega mota »Zakaj pa ne bi poskusila«. Prošnjo sem poslala nekoliko na slepo brez kakršnih koli pričakovanj. Delo mi je postalo hitro všeč in skoraj štiri leta pozneje še vedno vsakodnevno uživam v napovedovanju in testiranju obnašanja baterij.«

Vaše delo v podjetju Pipistrel Vertical Solutions je tesno povezano z razvojem baterij za letalstvo. Katere tehnološke izzive prinaša elektrifikacija letal in kakšno vlogo pri tem igrajo vaše raziskave?

»Vsaka aplikacija ima svoje edinstvene izzive, ki jih moramo rešiti. Nekateri izzivi pa so skupni za vsa področja uporabe baterij. V baterijah, namenjenih za električno letalstvo, iščemo baterijske celice, ki imajo največjo mogočo energijsko gostoto. Praznilni tokovi so v primeru električnih letal razmeroma nizki in zato se osredotočamo na to, da v baterijo spravimo čim več energije. Za aplikacije eVTOL pa je zgodba drugačna. Seveda težimo k temu, da najdemo celico z največjo energijsko gostoto, vendar moramo hkrati poiskati baterijsko celico, ki zmore velike praznilne tokove, ki so potrebni za navpični vzlet in pristanek. Eden izmed izzivov, ki so skupni vsem aplikacijam, pa je skrb za varnost baterij in preprečevanje tega, da bi napaka na bateriji povzročila nevarnost za človeka.«

Omenili ste, da želite zapustiti svet v boljšem stanju. Kako vidite vlogo baterijskih tehnologij pri razogljičenju družbe in kje največje izzive pri njihovi široki uporabi?

»Menim, da je globalno segrevanje eden izmed največjih izzivov današnje družbe. Baterijske tehnologije so eden izmed pomembnih gradnikov družbe, ki se tega zaveda. Baterije so že hranilniki energije. V nizkoogljičnih (električnih in hibridnih) vozilih so baterije pomemben del pogonskih sistemov. V električnih vozilih so glavni hranilnik energije. V hibridnih vozilih na vodik pa so pomemben pomočnik vodikovim gorivnim celicam.«

Kako se baterije, ki jih razvijate, primerljive z gorivi glede energijske gostote in zmogljivosti? Ali menite, da bodo baterije v bližnji prihodnosti lahko povsem nadomestile fosilna goriva v letalstvu?

»Mi na trgu poiščemo najboljše baterijske celice in potem iz njih naredimo baterije, kar je že samo po sebi zapleten projekt. Baterije imajo v temu trenutku nižjo energijsko gostoto od goriv, vendar se v razvoj baterijskih tehnologij vlaga veliko denarja in napredek je vsakodnevno viden. Celice, ki so na voljo na trgu, imajo z vsako novo generacijo večjo energijsko gostoto, zmorejo večje obremenitve in so sposobne hitrejšega polnjenja. Mogoče v temu trenutku baterije še ne morejo popolnoma nadomestiti fosilnih goriv. Menim pa, da jih bodo kot del hibridnih ali električnih pogonov gotovo nadomestile v prihodnosti.« 

Taurus Electro    FOTO: Pipistrel

Kako poteka testiranje baterijskih celic ter kaj lahko iz napetostnih odzivov ugotovite o njihovi zmogljivosti in obnašanju v različnih pogojih? 

»Baterijske celice testiramo s pomočjo dvosmernih napajalnikov in klimatskih komor. Lastnosti baterijskih celic se spreminjajo s temperaturo in starostjo baterijskih celic. Njihova sposobnost za dovajanje moči je zelo odvisna od stanja napolnjenosti baterije. S pomočjo karakterizacije (merjenja napetostnega odziva na različne tokovne pulze) pri različnih temperaturah in različnih starostih določimo modelske parametre (kapaciteta, upornost, histereza itn.) kot funkcije temperature, starosti in stanja napolnjenosti baterije. Računanje modelskih parametrov je precej zanimiva matematična naloga, ki ji namenjam veliko svojega časa. Njen rezultat so 3D- oziroma 4D-parametri, ki so vhodni podatki za model delovanja baterije. Model delovanja je sestavni del algoritmov za napovedovanje napolnjenosti baterije (SOC) in zdravja baterije (SOH), ki se med uporabo izvajata na baterijah. Piloti v naših letalih nato uporabljajo vrednost SOC enako kot indikator količine goriva v klasičnih letalih.«

Reciklaža baterij je ključna za trajnostni razvoj. Katere so trenutno najobetavnejše rešitve na tem področju in kako pomembno vlogo igra krožno gospodarstvo pri razvoju novih baterijskih tehnologij?

»Reciklaža in ponovna uporaba izrabljenih baterij predstavljata pomemben korak k trajnosti. Sama menim, da je pred reciklažo baterij pomembno razmisliti, kako najbolje ponovno uporabiti že izrabljene, ampak še uporabne baterije iz ene panoge v drugi. Baterije, ki so odslužene v letalstvu, so na primer še popolnoma dobri shranjevalniki energije.«

Slovenija je majhna, a tehnološko napredna država. Kje vidite priložnosti za razvoj baterijskih tehnologij v slovenski energetiki in industriji? Bi lahko postali vodilni na tem področju?

»V načrtovanju nove baterije sodeluje vsaj sedem različnih poklicnih profilov. Kemiki razvijejo in ustvarijo novo baterijsko celico, fiziki jo karakteriziramo in zmodeliramo njeno obnašanje. Strojniki te celice narišejo kot baterijo (ena baterija vsebuje med nekaj 10 do nekaj 1.000 baterijskih celic). Tehniki jo po načrtih nato sestavijo. Elektroniki in programerji pripravijo in sprogramirajo baterijski upravljavski sistem (BMS), testni inženirji pa jo stestirajo. Slovenija ima možnost, da postane zelo dobra na temu področju. Naše fakultete izobrazijo kakovostne in vse potrebne kadre za baterijski razvoj, vendar pa raziskave zahtevajo precejšnja finančna sredstva in le dovoljšna finančna vlaganja lahko obrodijo razvojne sadove.«

Pravite, da nikoli nismo prestari za učenje. Kaj je zadnja stvar, ki ste se je naučili pri svojem delu, in kako pomembna je stalna radovednost pri razvoju energetsko učinkovitih rešitev?

»Vsak dan se z delom naučimo kaj novega. To je lahko nov trik za hitrejšo in boljšo analizo podatkov. Včasih je to kakšna do takrat manj znana podrobnost v sestavi ali delovanju baterij. Če hodimo po svetu z odprtimi očmi, se lahko na vsakem koraku naučimo kaj novega. Trenutno pri svojemu delu raziskujem vplive delovanja baterij pri nizkih temperaturah na njihovo življenjsko dobo. V zadnjih tednih sem se o tej tematiki naučila veliko do zdaj neznanega, verjamem pa, da je še precej neznank, ki čakajo, da jih odkrijemo. Stalna radovednost samodejno spodbudi raziskovanje (literature, novih konceptov ali preizkušanje novih načinov izdelave), to pa vodi do inovativnih rešitev, ki postopoma vodijo do energetsko učinkovitejših rešitev.«

Ali mislite, da so inženirke enakopravno zastopane in cenjene v Sloveniji? Kaj si mislite o enakopravnosti poklica?

»Problem manjše zastopanosti žensk v inženirskih poklicih ne nastane ob vstopu na trg dela. Verjamem, da smo inženirke po koncu šolanja enako visokozaposljive in enakovredno plačane kot naši moški kolegi. Glavna razlika se pojavi ob vpisu na fakultete in srednje šole, pri čemer se dekleta redkeje odločajo za tehnične študije. Sama mislim, da je to problem družbe, v kateri naj bi tehnični študij veljal za bolj 'moškega'. Kdor ima stik s skupino osnovnošolcev, hitro vidi, da so dekleta enako pogosto nadarjena za matematiko, fiziko in tehniko kot fantje, vendar smo kot družba še daleč od tega, da bo spodbujanje tehnično nadarjenih deklet, da sledijo svojemu poslanstvu v inženirstvu, postalo nekaj običajnega. Sama sem bila ena izmed redkih srečnic. Moji starši so bili moji prvi podporniki in so me spodbujali, da naj sledim svoji strasti do matematike, fizike in inženirstva. Od rosnega otroštva so me brezpogojno podpirali in zato sem ponotranjila, da to zmorem. Na poti so mi 'pozabili povedati', da izbiram poklic za fante. Zdaj sem tudi jaz mama skoraj šestletnika. Opažam, da otrokom privzgajamo razlike že od vsega začetka. V nekaterih trgovinah so igrače za predšolske otroke razdeljene na za fante in za dekleta. Večina igrač, ki spodbujajo način razmišljanja STEM, se pojavi v predelu za fante, medtem ko so vsi dojenčki v predelu za dekleta. S tem ustvarjamo neko umetno delitev, ki jo je pozneje v razvoju skoraj nemogoče odpraviti. Starši moramo deklicam in fantom od najzgodnejše mladosti omogočiti, da se posvetijo svojim talentom in zanimanjem ne glede na to, s katerim spolom družba povezuje ta talent. S tem bomo ustvarili zrelo družbo, ki bo to sčasoma ponotranjila, posledično pa bo število žensk v STEM zrastlo.«

Kako si predstavljate prihodnost elektrifikacije letalstva?

»Baterije so vedno zmogljivejše in cenovno dostopnejše. Raziskuje se veliko možnosti za prihodnost, zato ne bi mogla izbrati le ene. Prepričana pa sem, da bodo baterije del te prihodnosti ne glede na to, katero smer bodo izbrali inovacije in razvoj.