Γιώργος Σιδερής (Δημόκριτος): Η σμύριδα δεσμεύει το διοξείδιο του αζώτου – Το ΥΠΕΝ το ξέρει;

Η σμύριδα είναι το ορυκτό που μπορεί να δεσμεύσει το διοξείδιο του αζώτου, έναν από τους πιο σημαντικούς ρύπους, απέδειξε ο φυσικός και ερευνητής υποψήφιος Διδάκτωρ στη Σ.Θ.Ε.Τ. του ΕΑΠ και στο ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος Γιώργος Σιδερής, στη μεταπτυχιακή του έρευνα.

Σήμερα συνεχίζει την έρευνά του εξετάζοντας αν η σμύριδα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για καταλυτικές εφαρμογές για τη μείωση των ατμοσφαιρικών ρύπων, όπως το διοξείδιο του άνθρακα, οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για το φαινόμενο του θερμοκηπίου, καθώς και για την κλιματική αλλαγή.

Μια έρευνα που θα μπορούσε να οδηγήσει σε πολύ σημαντικές εφαρμογές για το περιβάλλον, όπως κτήρια που καθαρίζουν την ατμόσφαιρα των πόλεων από τους ατμοσφαιρικούς ρύπους.

Ταυτόχρονα, μπορεί να δημιουργήσει μια σημαντική ευκαιρία για την Ελλάδα, που είναι η μοναδική χώρα στην Ευρώπη που διαθέτει ορυχεία σμύριδας.

Η καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής είναι απόλυτη προτεραιότητα για την Ευρώπη και την Ελλάδα (και γι’ αυτό και γίνεται η ακριβή ενεργειακή μετάβαση), και η σμύριδα αποτελεί ορυκτό που βρίσκεται αποκλειστικά στην Ελλάδα.

Ωστόσο, το ελληνικό υπουργείο Ενέργειας και Περιβάλλοντος, που έχει προτεραιότητα την κλιματική αλλαγή και ταυτόχρονα έχει στην κατοχή του τα μοναδικά σμυριδορυχεία στην Ευρώπη, δεν υποστηρίζει (ή αγνοεί) την έρευνα και συνεχίζει να αντιμετωπίζει τους 1,5 εκ. τόνους σε αποθέματα σμύριδας, σαν ένα βάρος.

Η έρευνα αυτή, παρά τη σημασία της, για ένα περιουσιακό στοιχείο του κράτους και για το περιβάλλον, δεν χρηματοδοτείται από κανέναν, δεν έχει ενταχθεί σε κανένα ευρωπαϊκό πρόγραμμα.

Το υπουργείο Ενέργειας  διαχρονικά ποτέ δεν ενδιαφέρθηκε να ερευνήσει και να μάθει ποιες μπορεί να είναι οι εφαρμογές και η αξία της σμύριδας σήμερα, του μοναδικού ορυκτού που έχει το Ελληνικό Δημόσιο την αποκλειστικότητα στην κατοχή και διάθεση. Αντίθετα, την αντιμετωπίζει σαν ένα σκουπίδι που θέλει να ξεφορτωθεί και ετοιμάζεται να τη δώσει στον Δήμο Νάξου…

Διοξείδιο του αζώτου

Ο Γιώργος Σιδερής, υποψήφιος Διδάκτωρ  της Σ.Θ.Ε.Τ του ΕΑΠ και στο Τμήμα Ερευνών Νανοτεχνολογίας  και Νανοεπιστημών στον Δημόκριτο, έχει ήδη πετύχει τη δέσμευση διοξειδίου του αζώτου στο εργαστήριο.

Τα οξείδια του αζώτου (NOx),το μονοξειδίο και το διοξείδιο του αζώτου, είναι ένας από τους σημαντικότερους παράγοντες ρύπανσης της ατμόσφαιρας, καθώς προκαλούν το σχηματισμό του φωτοχημικού νέφους, όξινης βροχής και επηρεάζουν και το τροποσφαιρικό όζον (O3). Το διοξείδιο του αζώτου είναι ο ρύπος που χαρακτηρίζεται “δολοφόνος” αφού μια αύξηση στα επίπεδα ΝΟ₂ κατά 10μγρ/μ3 σχετίζεται με 0,3% αύξηση στη βραχυπρόθεσμη θνησιμότητα.

Το άζωτο (ΝΟ) που εκπέμπεται στην ατμόσφαιρα, κρίνεται επικίνδυνο καθώς σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα οξειδώνεται σε ΝΟ₂ το οποίο με τη σειρά του έχει τις ακόλουθες βλαβερές επιπτώσεις

• Συνεισφέρει στο σχηματισμό της φωτοχημικής αιθαλομίχλη
• Το ΝΟ₂ αντιδρά με ελεύθερες ρίζες υδροξυλίου και σχηματίζει νιτρικό οξύ το οποίο αποτελεί συστατικό της όξινης βροχής
• Συμβάλλει στο φαινόμενο του ευτροφισμού του νερού και του εδάφους
• Είναι υπεύθυνο για διάφορες ασθένειες στο αναπνευστικό και στους πνεύμονες

Για το 60% των εκπομπών οξειδίων του αζώτου, ευθύνονται τα αυτοκίνητα και γι αυτό η στροφή στην ηλεκτροκίνηση είναι κεντρικός στόχος για την καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής.

 Ως αέριοι ρύποι τα ΝΟ και ΝΟ₂ παράγονται κατά τη διεργασία της καύσης οποιουδήποτε καυσίμου.
Το ΝΟ που εκπέμπεται στην ατμόσφαιρα, κρίνεται επικίνδυνο καθώς σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα οξειδώνεται σε ΝΟ₂ το οποίο με τη σειρά του έχει τις ακόλουθες βλαβερές επιπτώσεις. Το ΝΟ2 λόγω του ότι αντιδρά με τις πτητικές οργανικές ενώσεις, συνεισφέρει στο σχηματισμό της φωτοχημικής αιθαλομίχλης.

Επίσης το ΝΟ2 αντιδρά με ελεύθερες ρίζες υδροξυλίου, σχηματίζοντας νιτρικό οξύ το οποίο αποτελεί συστατικό της όξινης βροχής.

Ο Γιώργος Σιδερής μιλά αποκλειστικά στο mononews.gr για την ανακάλυψή του, για τις δυνατότητες που δημιουργεί για την αξιοποίηση του ορυκτού, της σμύριδας, που αυτή τη στιγμή είναι στα αζήτητα και το υπουργείο Ενέργειας ούτε που έχει διανοηθεί να ερευνήσει τις δυνατότητες και την αξία της πριν την ξεφορτωθεί και την παραχωρήσει στο Δήμο Νάξου….

Η σμύριδα ως καταλύτης στην αντιρρύπανση

Πώς αποφάσισες να ερευνήσεις τη σμύριδα ως καταλύτη στην αντιρρύπανση;

Το μεταπτυχιακό μου είναι στην Περιβαλλοντική Κατάλυση, που αφορά στοιχεία που λειτουργούν ως καταλύτες για να επιτευχθούν οι απαραίτητοι μηχανισμοί για την μείωση των ατμοσφαιρικών ρύπων.

Κάνοντας το μεταπτυχιακό, διαπίστωσα ότι πολλά στοιχεία όπως το οξείδιο του αργιλίου, που χρησιμοποιούμε ως καταλύτες για μείωση ρύπων,  εμπεριέχονται στη σμύριδα. Έτσι πρότεινα στον Διευθυντή σπουδών του μεταπτυχιακού προγράμματος, καθηγητή Κυριάκο Μπουρίκα, να εκπονήσω τη διπλωματική μου εργασία σε ερευνητικό επίπεδο. Όλες οι έρευνες έλαβαν χώρο στο εργαστήριο του ΙΝΝ του ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος με επιβλέποντα καθηγητή τον διευθυντή ερευνών του Ινστιτούτου Νανοτεχνολογίας και Νανοεπιστημών δρ Χρήστο Τράπαλη

Η δική μου έρευνα ασχολήθηκε με τη φωτοκατάλυση και επικεντρώθηκα στην ορυκτή σμύριδα λόγω των φυσικοχημικών ιδιοτήτων της.

Στη μεταπτυχιακή εργασία με τίτλο «Ανάπτυξη Φορέα Φωτοκαταλύτη g-C3N4 από Ορυκτή Σμύριδα», απέδειξα ότι πράγματι η σμύριδα αφού κονιορτοποιηθεί, μπορεί να απορροφήσει τον επικίνδυνο ρύπο το Οξείδιο του αζώτου.

Η σμύριδα, όμως είναι το πιο σκληρό ορυκτό. Την επεξεργάστηκες για να τη βάλεις στο εργαστήριο;

Ήταν μεγάλη πρόκληση να θρυμματίσω σε σκόνη τη σμύριδα, αλλά με αυτοσχέδιους τρόπους τα κατάφερα να τη φτάσω στον 1 micro ( 1/1000 του χιλιοστού)!

Μας είχε στείλει ο Αντώνης Αυγερινός που επεξεργάζεται τη σμύριδα στη Νάξο, ένα βαζάκι αλλά το μέγεθος των κόκκων ήταν στα 100 micro, ή 1/10 του χιλιοστού, ενώ χρειαζόμουν πολύ μικρότερο μέγεθος, πούδρα σμύριδας, το οποίο και καταφέραμε να φτιάξουμε, με αυτοσχέδιους τρόπους για να ξεκινήσει η έρευνα. Διαπιστώσαμε ότι δεν έχει σημασία μάλλον η ποιότητά της, καθώς η ιεράρχηση σε πρώτη δεύτερη και τρίτη κατηγορία, έγινε με γνώμονα την περιεκτικότητά της σε κορούνδιο.

Για το πείραμα χρησιμοποιήθηκαν τρία δείγματα ορυκτής σμύριδας εκ των οποίων το ένα ήταν σε μορφή σκόνης και τα άλλα δύο σε μορφή πέτρας. Για τη διεξαγωγή των πειραμάτων χρησιμοποιήθηκε το ορυκτό σε μορφή πούδρας και η μέθοδος ήταν η φωτοκατάλυση δηλαδή, η χρήση της ηλιακής ακτινοβολίας στη χημική διεργασία.

Στη σμύριδα προσθέσαμε γραφιτικό νιτρίδιο του άνθρακα  g-C3N4, που προήλθε μέσω θέρμανσης από την μελαμίνη και με την ηλιακή ακτινοβολία γίνεται κάποια χημική διεργασία η οποία αποδείξαμε ότι προκαλεί προσρόφηση του Οξειδίου του Αζώτου, με αποτέλεσμα με αυτό τον τρόπο να μπορούμε να το αφαιρούμε από την ατμόσφαιρα.

Κατά τις πειραματικές διεργασίες και με ροή ΝΟ της τάξης του 1ppm, επιτεύχθηκε απομάκρυνση ΝΟ κατά 0,1ppm, ενώ η εκπομπή του ΝΟ₂ έφθασε μόλις στο 0,01ppm (εκ του ΝΟ που απομακρύνθηκε), ενώ με περεταίρω χημικές διεργασίες για την ίδια ροή ΝΟ, επιτεύχθηκε απομάκρυνση ΝΟ κατά 0,08ppm με μηδενική εκπομπή ΝΟ₂.

Τα δείγματα σμύριδας, καθώς και οι φωτοακαταλύτες που αναπτύχθηκαν, υποβλήθηκαν σε αξιολόγηση φωτοκαταλυτικής δραστικότητας όπου και διαπιστώθηκε ότι η ορυκτή σμύριδα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για φωτοκαταλυτικές διεργασίες απομάκρυνσης  των οξειδίων του αζώτου (NOx).

Τα αποτελέσματα κρίνονται ιδιαίτερα ενθαρρυντικά, καθώς πέρα της απομάκρυνσης του ΝΟ κατά 10%, επιτυγχάνεται και η σχεδόν μηδενική εκπομπή του ΝΟ₂.

Κατά τη φωτοκατάλυση, το ΝΟ και το NO_2, οξειδώνονται, με την άμεση απορρόφηση ακτινοβολίας, με αποτέλεσμα να δίνουν στερεά προϊόντα στην επιφάνεια του φωτοκαταλύτη.

Δηλαδή, το οξείδιο του αζώτου που συγκεντρώνεται στην φωτοκαλυτική επιφάνεια ( σε ένα τοίχο που θα έχει επιστρωθεί με το μίγμα σμύριδας), το βράδυ με την υγρασία υγροποιείται και πέφτει στο έδαφος και γίνεται λίπασμα.

Αυτό που κάναμε με τη σμύριδα είναι ένα πολύ μικρό λιθαράκι. Όμως ανοίγει την πόρτα για να κάνουμε και άλλα πράγματα.

Πιστεύεις ότι υπάρχουν περιθώρια για περισσότερη έρευνα;

Το ωραίο στην έρευνα είναι ότι όσο συνεχίζεις μπορείς να βρεις και νέες εφαρμογές.

Θεωρώ ότι είναι απίστευτο ότι ενώ η σμύριδα είναι ένα σπάνιο ορυκτό που ανήκει αποκλειστικά στο Κράτος, δεν έχει γίνει ποτέ έρευνα για το  τι είναι τελικά με βάση τις εφαρμογές που μπορεί να έχει ώστε να προσδιοριστεί πραγματικά η αξία της. Σίγουρα αν επικεντρωνόταν η έρευνα σε νέες χρήσεις της  θα μπορούσαν να δημιουργηθούν και νέες δυνατότητες αξιοποίησης.

Είναι φοβερό ότι τόσα χρόνια το Κράτος έχει την αποκλειστικότητα σε ένα ορυκτό, που δεν ξέρει τι είναι και τι μπορεί να κάνει. Για δεκαετίες το συσσωρεύει και δεν έχει προσπαθήσει ποτέ, να μάθει τη σημερινή αξία του. Αντίθετα,  το διαθέτει σε όποια τιμή του δίνουν, δηλαδή πολύ κάτω του κόστους του, ή δεν το διαθέτει καθόλου και βέβαια μπαίνει μέσα.

Οι εφαρμογές ποιες θα μπορούσε να είναι;

Με μια ελαφρά έρευνα θα μπορούσε να γίνει για να βρεθεί τί ποσότητες απαιτούνται να μπουν στα τσιμεντοειδή για να λειτουργήσει ώστε να δημιουργηθεί ένα πρόσθετο για το τσιμέντο που θα κάνει προσρόφηση του διοξείδιου του αζώτου.

Θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί και στους καταλύτες αυτοκινήτων ή στις βιομηχανικές καμινάδες.

Ή αντίστοιχα κάποια άλλη έρευνα για να γίνει πρόσθετο στο χρώμα που μπαίνει εξωτερικά στους τοίχους των κτηρίων και να γίνει οικολογικό με πιο ουσιαστικό τρόπο.

Για την ώρα συζητάμε για εφαρμογές στα πλαίσια των καταλυτικών εφαρμογών, και δεν έχουμε ασχοληθεί καθόλου με άλλες ιδιότητες της σμύριδας, όπως οι μαγνητικές ή και οι διηλεκτρικές.

Καταλαβαίνεται ότι όσο περισσότερο εμβαθύνει κάποιος, τόσο περισσότερα αντικείμενα προς διερεύνηση προκύπτουν

Σήμερα ποιο είναι το αντικείμενο της έρευνάς σου;

Μετά την ολοκλήρωση της μεταπτυχιακής μου έρευνας,  ο καθηγητής μου, μου πρότεινε να συνεχίσω την έρευνα στο ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος ως υποψήφιος Διδάκτωρ της ΣΘΕΤ του ΕΑΠ με θέμα τη Διερεύνηση Ορυκτής Σμύριδας σε Καταλυτικές Εφαρμογές.

Άρχισα στις αρχές τους 2023 και έχουμε ξεκινήσει ήδη και κάνουμε κάποιες τροποποιήσεις και τώρα θα δούμε αν μπορεί να δουλέψει με άλλους ρύπους όπως  το διοξείδιο του άνθρακα αλλά και με άλλα χημικά υλικά.

Ωστόσο ειδικά για το διοξείδιο του άνθρακα πρέπει να φτιάξουμε ειδικό αντιδραστήρα και μπορεί να πάρει και ένα και δύο χρόνια. Δεν είναι απλό, είναι από τα πειράματα που χρειάζονται πολλές δοκιμές.

Πιστεύω ότι λόγω των φυσικοχημικών ιδιοτήτων που έχει η σμύριδα, υψηλή σκληρότητα, υψηλή αντοχή σε μεγάλες θερμοκρασίες μπορεί και σε πιο σκληρές καταλυτικές διεργασίες.

Γιώργος Σιδερής – Who is Who

Ο Γιώργος Σιδερής μεγάλωσε στην Κόρωνο της Νάξου, ζει στην Αθήνα και είναι παντρεμένος με την ιατρό Παθολογοανατόμο Αικατερίνη Παρασκευά, με την οποία έχουν μία κόρη.

Αποφοίτησε από το Τεχνικό Επαγγελματικό Λύκειο Φιλωτίου, από το τμήμα Ηλεκτρονικών Εγκαταστάσεων  και Αυτοματισμού. Στη συνέχεια φοίτησε στο  Πειραματικό ΙΕΚ Αθηνών με την ειδικότητα του Τεχνικού Αυτοματισμών. Συμμετείχε σε σεμινάρια  για Οπτοηλεκτρονικές διατάξεις και σύγχρονα μέσα επικοινωνίας και επιπλέον συμμετείχε σε πρόγραμμα Erasmus  στη Μασσαλία της Γαλλίας στα πλαίσια της εκπαίδευσής του στο  Automatic control system.

Η αγάπη του για την εκπαίδευση τον οδήγησε να σπουδάσει στο Ελληνικό Ανοιχτό Πανεπιστήμιο, στο τμήμα Φυσικών Επιστημών.

Στη συνέχεια, πήρε τον μεταπτυχιακό τίτλο καθώς ολοκλήρωσε με επιτυχία το πρόγραμμα MsC Περιβαλλοντική Κατάλυση για Αντιρύπανση και Καθαρές Πηγές Ενέργειας του ΕΑΠ στη Σχολή Θετικών Επιστημών και Τεχνολογίας.

Η διπλωματική του εργασία με θέμα Ανάπτυξη Φορέα Φωτοκαταλύτη g-C₃N₄ από Ορυκτή Σμύριδα, η οποία προτάθηκε από τον ίδιο, ολοκληρώθηκε εντός του εργαστηρίου του Ινστιτούτου Νανοτεχνολογίας και Νανοεπιστημών του ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος».

Σήμερα, συνεχίζει την ακαδημαϊκή του δραστηριότητα  ως υποψήφιος διδάκτορας της Σχολής Θετικών Επιστημών και Τεχνολογίας του ΕΑΠ, πραγματοποιώντας τις πειραματικές του διεργασίες στα εργαστήρια του ΙΝΝ ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος». Το θέμα της διδακτορικής του διατριβής είναι η Διερεύνηση Ορυκτής Σμύριδας σε Καταλυτικές Εφαρμογές.

Ο Γιώργος ξεκίνησε την επαγγελματική του πορεία ως τεχνικός συστημάτων ασφαλείας. Διετέλεσε τεχνικός προϊστάμενος σε γνωστές εταιρείες συστημάτων ασφαλείας και στη συνέχεια άνοιξε τη δική του επιχείρηση με την επωνυμία Simatech. Παρακολουθώντας σεμινάρια και λαμβάνοντας τις απαραίτητες πιστοποιήσεις, πλέον αποτελεί έναν από τους πιο επιτυχημένους προγραμματιστές έξυπνων σπιτιών.

Διαβάστε επίσης: 

Εναέριος σμυριδορυχείων Νάξου: Μεγάλο πλιάτσικο, εγκατάλειψη και παραλογισμός-Οι ευθύνες Δήμου και ΥΠΕΝ

Αντώνης Αυγερινός: Πώς επένδυσα στην επεξεργασία σμύριδας- Δεν πρέπει να κλείσουν τα ορυχεία