Raziskovalec Fakultete za strojništvo Univerze v Ljubljani Filip Todorovski je prejel nagrado 2026 Oronzio and Niccolò De Nora Foundation Young Author Prize, ki jo podeljuje International Society of Electrochemistry (ISE). Priznanje je prejel za znanstveni članek o vplivu kontaktnega tlaka na delovanje in življenjsko dobo visokotemperaturnih gorivnih celic, objavljen v reviji Electrochimica Acta.
Nagrado vsako leto prejmejo mladi avtorji do 30. leta starosti za najboljša dela, objavljena v reviji Electrochimica Acta v preteklem letu. Todorovski jo je prejel za članek »Electrochemical assessment of contact pressure effects on durability of high-temperature proton exchange membrane fuel cells under dynamic operation«, ki je nastal leta 2025 v okviru njegovega raziskovalnega dela na Fakulteti za strojništvo.
S sodelavci se je posvetil visokotemperaturnim gorivnim celicam s protonsko izmenjevalno membrano (HT-PEMFC) – eni izmed obetavnejših tehnologij za pretvorbo vodika v električno energijo. Raziskovali so, kako kontaktni tlak med posameznimi plastmi gorivne celice vpliva na njeno delovanje in vzdržljivost v razmerah, ki posnemajo dejansko uporabo: pri ponavljajočih se zagonih in zaustavitvah sistema.
»Prejem nagrade mi pomeni pomembno potrditev kakovosti raziskovalnega dela, ki ga opravljamo v naši skupini. Še posebej veliko mi pomeni, da je bilo naše delo prepoznano v mednarodnem okolju in s strani tako ugledne organizacije na področju elektrokemije. Kot razmeroma mlada raziskovalna skupina znotraj Laboratorija za termoenergetiko s tem dobivamo potrditev, da smo na pravi poti ter da so naše raziskave kakovostne in relevantne tudi širše,« pravi Todorovski. »Nagrade nisem pričakoval, zato me je novica iskreno presenetila in zelo razveselila. Za doktorskega študenta je takšno priznanje izjemno dragoceno, saj prinaša novo samozavest in motivacijo za nadaljnje raziskovalno delo.«
Za energetiko in pretvorbo energije se je začel zanimati že med študijem strojništva, z gorivnimi celicami pa se je podrobneje srečal med raziskovalnim delom na fakulteti. Pritegnila ga je prepletenost različnih področij – od termodinamike in prenosa toplote do materialov in elektrokemije.
»Posebej zanimivo se mi zdi, da lahko že majhna sprememba materiala, temperature, sestave plina ali načina sestavljanja močno vpliva na delovanje celotnega sistema. Gorivne celice imajo velik potencial pri prehodu na nizkoogljične energetske sisteme, vendar je za njihovo širšo uporabo treba izboljšati predvsem njihovo zanesljivost in življenjsko dobo. Prav razumevanje teh mehanizmov je postalo osrednji del mojega raziskovalnega dela,« pojasnjuje.
Ključna ugotovitev: uravnoteženost je pomembnejša od moči
Rezultati kažejo, da večji kontaktni tlak sicer izboljša začetno zmogljivost gorivne celice, ne zagotavlja pa tudi boljše dolgoročne stabilnosti. Pri najvišjem preizkušenem tlaku, 0,85 MPa, je celica na začetku dosegla najboljše rezultate, po 70 ciklih zagona in zaustavitve pa je izgubila več kot 21 odstotkov napetosti. Pri najnižjem tlaku, 0,30 MPa, je bila degradacija sicer najmanjša, a je bila začetna zmogljivost celice nekoliko slabša. Kot najboljša rešitev se je izkazal srednji tlak 0,55 MPa, ki je zagotovil najboljše ravnotežje med začetno zmogljivostjo, enakomerno porazdelitvijo toka in dolgoročno stabilnostjo.
Raziskava je pokazala, da mehansko stiskanje ni le konstrukcijski parameter pri sestavljanju skladov, temveč pomembno vpliva tudi na elektrokemijske procese in degradacijo med delovanjem — pomemben je že tlak, pri katerem se gorivna celica prvič aktivira, saj lahko trajno vpliva na njeno poznejše delovanje.
Spoznanja so pomembna za razvoj zanesljivejših in trajnejših gorivnih celic, saj proizvajalcem in raziskovalcem ponujajo nov vpogled v to, kako zasnova in sestavljanje sistema vplivata na njegovo življenjsko dobo. Tehnologija je zanimiva predvsem za promet, stacionarne energetske sisteme in druge aplikacije, kjer je potrebna učinkovita, nizkoemisijska pretvorba energije.
Do preboja preko nepričakovanega izziva
Do ključne ugotovitve je skupino pripeljal prav nepredviden zaplet med eksperimentalnim delom.
»Največji izziv je bil ugotoviti, zakaj so bili moji prvi rezultati tako slabi. Pri preizkusih pospešenega staranja je na delovanje gorivne celice hkrati vplivalo veliko različnih parametrov, zato kontaktni tlak sprva sploh ni bil med glavnimi osumljenci. Šele po dolgotrajnem iskanju vzroka, preverjanju eksperimentalnega sistema in analizi rezultatov smo ugotovili, da ima pomembno vlogo prav kontaktni tlak. Zame je pri tej zgodbi najbolj zanimivo prav to, da se je raziskava začela z rezultati, ki so se sprva zdeli zgolj neuspešni, na koncu pa so nas pripeljali do pomembnega raziskovalnega vprašanja, na katero smo z izvedenimi eksperimenti tudi odgovorili,« opisuje Todorovski.
Nagrada je pomembno mednarodno priznanje tako za mladega raziskovalca kot za raziskovalno delo Fakultete za strojništvo Univerze v Ljubljani in potrjuje njeno uspešno vključenost v mednarodni raziskovalni prostor na področju trajnostnih energetskih tehnologij.
Več informacij o nagradi in nagrajencih za leto 2026 je na voljo na spletni strani International Society of Electrochemistry.