Hrvatski startup razvija uređaj koji proizvodi napon iz ljudskih pokreta

2D materijali podnose velika naprezanja i deformacije. Uz to imaju dva dodatna svojstva: piezoelektricizam i fotovoltarizam. Valentino Jadriško došao je na ideju da njihova svojstva poveže u uređaj koji bi prikupljao energiju iz okoline i pretvarao je u električnu

291
2D generator
Valentino Jadriško, osnivač tvrtke TiINO TECH, osmislio je 2D generator

Oko nas je sve više raznih senzora. Nosiva elektronika sve je popularnija. No, glavni problem su baterije. Iako tehnologija u tom području također napreduje, kod elektronike smo najčešće nezadovoljni zbog baterija. Rješenje bi mogli biti 2D materijali (dvodimenzionalni materijali). Riječ je o najtanjim poznatim materijalima, debelim (ili tankim, kako vam drago) svega nekoliko atoma, odnosno jedan nanometar, što je milijarditi dio metra. Prvi su takav materijal proizveli i opisali 2004. znanstvenici Andre Geim i Konstantin Novoselov, koji su za svoj rad 2010. dobili Nobelovu nagradu za fiziku.

“Znakovito je da se to desilo nakon samo šest godina, jer često nakon otkrića do dodjele nagrade prođe mnogo više vremena”, kaže Valentino Jadriško, doktorand na Institutu za fiziku i osnivač tvrtke TINO TECH. “Ti materijali imaju iznimna svojstva za koja se već u početku predviđalo da će biti primjenjiva u svakodnevnom životu ljudi i industriji. No, neka glavna primjena još uvijek nije zaživjela.”

Valentino se bavi istraživanjem 2D materijala i došao je na ideju da njihova svojstva poveže u uređaj koji bi prikupljao energiju iz okoline i pretvarao je u električnu energiju niskog napona. Naime, tumači Valentino, riječ je o materijalima koji mogu podnijeti velika naprezanja i deformacije. Uz to imaju dva dodatna svojstva: piezoelektricizam i fotovoltarizam.

“Žetva” energije iz okoline

“To znači da 2D materijali prilikom deformacije generiraju napon, a s obzirom na to da je riječ o poluvodičima, mogu upijati prirodnu ili umjetnu svjetlost te zahvaljujući tome također generiraju napon. Ta dva efekta te mehanička čvrstoća, zahvaljujući kojoj mogu podnijeti deformaciju prilikom stvarne primjene, spojili bi se u uređaj nazvan 2D generator koji bi prikupljao energiju ljudskog kretanja i okolnu svjetlosnu energiju, Na engleskom se to zove Energy Harvesting.”

Uređaj bi služio za napajanje pametne odjeće koja nam dolazi i za napajanje pametne nosive elektronike koja je već među nama. Pametna odjeća bila bi prožeta senzorima koji u stvarnom vremenu prate vitalne funkcije: otkucaje srca, disanje, znojenje, možda tlak i kretanje. Da bi senzori radili, trebaju napajanje. Uz civilnu primjenu, 2D generatori mogli bi se integrirati u vojna odjela i opremu kako bi se pratile životne funkcije vojnika te napajali razni uređaji koje vojska treba.

“Uvijek me zanimala proizvodnja energije i mislim da je to jedan od najvećih svjetskih problema, potencijalni uzrok ratova i ekonomskih razmirica. Zato mislim da uvijek trebamo tražiti nova rješenja”, objašnjava Valentino.

“Baterije koje koristimo danas imaju ograničen vijek trajanja, ograničen kapacitet i uglavnom su velike. Njihova gustoća energije po volumenu ili masi nije velika. 2D generatori bi stalno stvarali energiju i ne bilo problema s kapacitetom. Manjih su dimenzija, savitljivi su i mogli bi se neprimjetno integrirati u odjeću”, razlaže Valentino. No, dodaje kako je riječ o ideji koju treba provjeriti u praksi. “Navedeni efekti se opažaju, ali treba vidjeti može li to u stvarnom okruženju biti funkcionalno. Jer jedno je laboratorij, a drugo su realni uvjeti.”

Razvoj prototipa

Prošle godine prijavio je svoju ideju na natječaj HAMAG-BICRO-a za Proof of Concept, program razvoja inovativnog koncepta. Ideja je prihvaćena. Tada je nastala tvrtka TINO TECH jer je uvjet za dobivanje sredstva bio osnivanje pravnog entiteta. Projekt je krenuo s 1. prosincem prošle godine i trebao je trajati godinu dana, ali zbog pandemije je produžen za šest mjeseci, do 31. svibnja 2021. godine. Ukupna vrijednost projekta je nešto manja od 715 tisuća kuna, a većim dijelom je financiran od strane HAMAG-BICRO-a.

“Cilj projekta je napraviti prototip i patentnu zaštitu. Po Technology Readiness Levelu smo završili fazu 3 i prešli smo u fazu 4. Razvijamo prvi prototip. Nakon toga idemo na patentnu prijavu i time bismo završili HAMAG-BICRO PoC projekt.”

U ovoj fazi riječ je o napajanju elektroničkih senzora, niskonaponskih sustava. U nekoj dalekoj budućnosti cilj bi mogao biti napraviti cijelo odijelo prožeto 2D generatorima, kao u filmu “Black Panther”, koje bi tijekom kretanja prikupljalo energiji ili bi čak moglo preuzimati kinetičku energiju prilikom udaraca, na primjer od metaka, i pretvarati je u električnu ili neku drugo energiju po potrebi. “No, to su već neka daleka razmišljanja. U ovom trenutku nedostižni ciljevi. U prvom koraku je cilj kroz program HAMAG BICRO-a napraviti prototip koji generira električnu energiju od deformacije i svjetlosti, a onda ćemo ići dalje”, kaže Valentino.

Poduzetništva se ne treba bojati

Uz njega u timu je još petero ljudi – fizičari, strojari, ferovac i matematičarka koja je zaslužna za prediktivne analize, financije i poslovne planove. Svi su još uvijek zaposleni u svojim primarnim tvrtkama: Siemensu, KPMG-ju, Rimac automobilima, Maxtena i na Institutu za fiziku.

“To su sve ljudi s kojima sam surađivao kroz neke druge projekte. Dugo se znamo, odnosi su dobri. I efikasni smo, a to je vrlo bitno.”

Valentino kaže kako izravnog poduzetničkog iskustva prije pokretanja tvrtke nije imao, ali radio je na nekim projektima izvan svog privatnog školovanja ili zaposlenja, na sličnim procesima u nekim udrugama. Suprotno uvriježenim mišljenjima, kaže da kao poduzetnik nije imao problema.

“Uvijek postoje ljudi koji ti žele pomoći i oni koji ne žele pomoći. No, ne treba se bojati poduzetništva. Nije to tako strašno kako se često govori i piše na društvenim mrežama. Protiv sam negativnih misli.”

Glavni suparnici – azijske visokotehnološke tvrtke

Što se tiče konkurencije, glavni suparnici su im visokotehnološke, uglavnom azijske tvrtke koje se bave istraživanjem 2D materijala. No, teško je doznati što se doista događa kod njih, kaže Valentino.

Iz dostupne patentne dokumentacije vidljivo je pak da dosta tvrtki prijavljuje slične patente, ali nastoje to zaštititi tako da iz napisanog nije sasvim jasno o čemu je riječ. Valentino dodaje da je i američka vojska eksperimentirala s Energy Harvestingom. Uređaj su ugrađivali u vojničke čizme kako bi s energija prikupljala kretanjem, no to je bilo neudobno za vojnike pa je projekt propao,

“Uglavnom je riječ o mehaničkim uređajima. Problem s klasičnim piezoelektricima, koji bi se također mogli koristiti, je da su oni na bazi olova i drugih teških metala koji su štetni za ljudsko tijelo. Koliko znamo, nitko od njih nije koristio piezoelektricizam i fotovoltarizam kako bi spojio deformaciju i svjetlost”, razlaže Valentino te dodaje kako je jedna moguća buduća primjena 2D generatora u medicini. “Za buduće umjetne organe, na primjer umjetnu gušteraču koja daje inzulin, trebate bateriju koja nije otrovna jer se nalazi unutar tijela, tako da baterije na bazi teških alata nisu prikladne. Ovo bi moglo biti potencijalno rješenje, ali to je također još jako daleko od realizacije.”

Potraga za strateškim partnerom

Glavno potencijalno tržište je američko, ali za sada TINO TECH ima sredstva samo za patentnu zaštitu u Europi. Cilj je, kaže Valentino, pribaviti nova financijska sredstva koja bi im omogućila daljnju adekvatnu zaštitu intelektualnog vlasništva te razvoj tehnologije.

“Nismo još u komercijalnoj fazi. U ovom trenutku ciljamo na strateška partnerstva s kompanijama koje bi razvijale sustave kojem bismo mi dali napajanje. Mi nudimo tehnologiju, a tražimo partnera koji će razvijati gotov proizvod. Trebao bi nam partner iz industrije poluvodiča jer oni razvijaju nosivu elektroniku”, tumači Valentino.

Dodao je kako su prije pandemije bili u inicijalnim kontaktima s fondovima rizičnog kapitala, ali tada nisu bili spremni za takav korak. “Kada budemo imali konkretne rezultate, obnovit ćemo kontakte. Idealan partner bio bi netko ima iskustva a tehnološkim startupovima, tko nas ne bi ograničavao u razvoju tehnologije, nego bi nas pustio da sazrijevamo. Netko tko nije lokalni igrač, nego je jak na svjetskoj sceni.”

Put do zrele tehnologije

Za sada su se odlučili za ZICER-ov predakceleratorski program Startup Factory.

“To je dobar način da steknemo dodatne poslovne vještine, ali glavni cilj da naučimo kako se dobro predstaviti investitorima. Želimo posložiti strategiju tako da kada pristupimo investitorima imamo ozbiljnu priču.”

Nastavit će prijavljivati projekte na europskoj i nacionalnoj razini kako bi financirali razvoj. U idućoj godinu u planu je EIT, a očekuju i raspisivanje poziva za natječaj za razvoj novih proizvoda i usluga koji su rezultat istraživanja, razvoja i inovacija (IRI).

Ukratko, plan je završiti prototip, razviti minimum viable product, osigurati financiranje te krenuti prema razvitku zrele tehnologije koja bi bila spremna za razvoj konačnog proizvoda.

“Teško je procijeniti koliko će nam trebati da tehnologija bude zrela. Rekao bih tri do pet godina, ali neke okolnosti je teško predvidjeti. Kriza zbog koronavirusa nas je usporila za pet mjeseci”, zaključio je Valentino Jadriško, osnivač tvrtke TINO TECH.


Sadržaj omogućila Addiko banka