Θα μπορούσατε να φανταστείτε ότι ένα νέο υλικό θα μπορούσε να αλλάξει μέσα σε μία νύχτα την καθημερινότητα του σύγχρονου ανθρώπου; Σκεφτείτε την μπαταρία του κινητού σας τηλεφώνου να φορτίζει μέσα λίγα δευτερόλεπτα, νέους υπερυπολογιστές να κάνουν τη ζωή σας πιο εύκολη με πιο «έξυπνες» εφαρμογές, και την μπαταρία του ηλεκτρικού αυτοκινήτου σας να γεμίζει μέσα σε ελάχιστο χρόνο.
‘Η ακόμη αναλογιστείτε έναν κόσμο, όπου η ενέργεια θα μεταφέρεται και θα αποθηκεύεται πολύ εύκολα και οικονομικά, με σχεδόν μηδενικές απώλειες και πως ολόκληρες ηλεκτροπαραγωγικές εγκαταστάσεις, όπως τα πυρηνικά εργοστάσια θα λειτουργούν με πολύ πιο ασφαλή πρότυπα.
Όλα αυτά μοιάζουν ιδέες που θα έβγαιναν μάλλον από ένα βιβλίο όπως αυτό του αείμνηστου Έλληνα καθηγητή του MIT, Μιχάλη Δερτούζου (1936-2001), το «Τι Μέλλει Γενέσθαι», ο οποίος είχε οραματιστεί το 1997 το δικό μας «Γενναίο Νέο Κόσμο» του 21ου αιώνα.
Όμως φαίνεται πως δύο Νοτιοκορεάτες επιστήμονες βρίσκονται πολύ κοντά στο να πετύχουν αυτό που είχε «δει» πριν από περίπου μία δεκαπενταετία ο καθηγητής Δερτούζος: μια νέα Τεχνολογική Επανάσταση.
Ένα νέο υλικό, το LK-99, εφόσον επαληθευτεί η ύπαρξη και αποτελεσματικότητά του «ευαγγελίζεται» μια νέα πραγματικότητα για την ανθρωπότητα και μάλιστα σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα απ’ όσο φανταζόμαστε.
Το Liberal.gr και ο Χρήστος Θ. Παναγόπουλος συνομιλούν για το ζήτημα αυτό με τον Σπύρο Λιώλη, μέλος του Τεχνολογικού Συμβουλίου του Forbes και ανώτερο σύμβουλο της εταιρείας EYP MCF, με έδρα τη Νέα Υόρκη, που ασχολείται με το σχεδιασμό, την αρχιτεκτονική και την υλοποίηση εγκαταστάσεων Data Centers.
Ακολουθεί το πλήρες κείμενο της συνέντευξης του Σπ. Λιώλη στο Liberal
Κύριε Λιώλη τι είναι αυτό το υλικό με την ονομασία LK-99 και γιατί έχει προκληθεί τόσος ντόρος στον τομέα των Νέων Τεχνολογιών;
Το LK-99 είναι ένα πολυκρυσταλλικό υλικό, το οποίο κατασκευάζεται υπό ειδικές συνθήκες (σ.σ. θερμοκρασία περιβάλλοντος και ατμοσφαιρική πίεση) και βασίζεται σε αρκετά επί μέρους υλικά όπως είναι ο μόλυβδος, ο χαλκός, ο φώσφορος και το οξυγόνο.
Με βάση τις δύο επιστημονικές προ-δημοσιεύσεις (white papers) που πραγματοποίησαν οι δύο κύριοι ερευνητές του υλικού, οι Νοτιοκορεάτες επιστήμονες από το Quantum Energy Research Center στην Σεούλ, Sukbae Lee και Ji-Hoon Kim, στον ιστότοπο arXiv, το LK-99 προσφέρει την υπεραγωγιμότητα υπό κανονικές συνθήκες πιέσεως και θερμοκρασίας. Για να το καταλάβει κανείς καλύτερα, όταν αναφερόμαστε σε κανονικές συνθήκες, μιλάμε για τις συνηθισμένες θερμοκρασίες περιβάλλοντος αλλά και ατμοσφαιρικής πίεσης ήτοι θερμοκρασία 25°C (298,15 βαθμοί Κέλβιν) και πίεση στα 101,325 kPa, δηλαδή 1 ατμόσφαιρα.
Σκεφθείτε ότι για τους πιο παραδοσιακούς υπεραγωγούς απαιτούνται εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες προκειμένου να λειτουργήσουν (περίπου -150 έως -200 βαθμούς °C).
Μέχρι σήμερα, για να πετύχουμε την υπεραγωγιμότητα της ενέργειας, δηλαδή για να καταφέρουμε να μεταφέρουμε μια ενέργεια από το σημείο Α στο σημείο Β, χωρίς να υπάρχουν απώλειες, θα πρέπει να υπάρξουν πολύ συγκεκριμένες συνθήκες στα μέχρι σήμερα γνωστά υλικά. Ειδικότερα, θα πρέπει να υπάρχει πολύ υψηλή πίεση αλλά και εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες.
Αυτό το νέο υλικό, λοιπόν, το LK-99, όπως έχει περιγραφεί, υπόσχεται ότι με ένα νέο – στην απλή του μορφή – καλώδιο που θα κατασκευάζεται απ’ αυτό, θα μπορεί κανείς να μεταφέρει ενέργεια χωρίς να υπάρχουν τριβές και κατά συνέπεια ενεργειακές απώλειες.
Αξίζει να σημειωθεί ότι με τα μέχρι τώρα ευρέως χρησιμοποιούμενα υλικά, καταγράφονται απώλειες ενέργειας, από το σημείο παραγωγής της μέχρι την πρίζα του σπιτιού μας, σε ποσοστό που φτάνει το 65-66%. Στον αντίποδα, το LK-99 υπόσχεται ότι οι ενεργειακές απώλειες θα είναι σχεδόν μηδαμινές, ήτοι αμελητέες, φτάνοντας σε ποσοστό χαμηλότερο του 2%.
Το ποσοστό αυτό, έτσι όπως το περιγράφετε, φαντάζει εντυπωσιακό. Ωστόσο, είναι πράγματι εφικτό κάτι τέτοιο; Γιατί σε πρόσφατα δημοσιεύματα στο διεθνή επιστημονικό Τύπο διατυπώθηκαν αμφιβολίες ως προς το εάν το LK-99 θα καταφέρει να επιτελέσει τον πραγματικό του ρόλο. Τι ισχύει τελικά;
Εκείνο που θα πρέπει να γνωρίζουμε, κ. Παναγόπουλε, είναι ότι σε κάθε νέα επιστημονική ανακάλυψη, πέραν της όποιας περιγραφής της τεχνολογίας, υπάρχει και η επαλήθευση της Τεχνολογίας. Αυτό που πλέον περιγράφεται στις δύο επιστημονικές προ-δημοσιεύσεις των Lee και Κιμ, θα πρέπει να περάσει από τη διαδικασία της επαλήθευσης που διενεργούν επιστημονικές ομάδες από διάφορες χώρες (από την Ινδία, τις ΗΠΑ και αλλού). Ουσιαστικά, αυτές οι επιστημονικές ομάδες καλούνται να επαναλάβουν την ίδια θεωρία μέσω πειράματος. Όπως πολύ σωστά επισημάνατε κι εσείς στην ερώτησή σας, έχουν εκφραστεί, πράγματι, αμφιβολίες για το LK-99, γιατί μέχρι και σήμερα που μιλάμε, τα πειράματα επαλήθευσης της θεωρίας των δύο Νοτιοκορεατών επιστημόνων δεν έχουν αποβεί θετικά. Για παράδειγμα και το Πανεπιστήμιο Davis στην Καλιφόρνια, και το Argonne National Laboratory του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ αλλά και ερευνητικά πανεπιστημιακά ιδρύματα στην Ινδία προσπαθούν να αναπαράγουν βήμα προς βήμα τα όσα αναφέρονται στα white papers των δυο επιστημόνων, χωρίς όμως επιτυχία.
Άρα, υπάρχει αρκετός σκεπτικισμός όσον αφορά το ζήτημα το εάν υπάρχει όντως αυτό το υλικό ή εάν οι ίδιοι οι επιστήμονες περιέγραψαν σωστά τη φύση αυτού του υλικού. Στο σημείο αυτό, θα πρέπει να πούμε πως δεν πρέπει να είμαστε αρνητικοί απέναντι σε όλο αυτό, αλλά σε κάθε νέα Τεχνολογία, μετά την ανακάλυψη υπάρχει και αυτό που ονομάζουμε στ’ αγγλικά «peer review»: μελετητές εξετάζουν αναλυτικά την έρευνα και προσπαθούν στη συνέχεια να αναπαραγάγουν το αποτέλεσμα αυτής.
Πάντως, οι δύο Νοτιοκορεάτες ερευνητές του LK-99, δηλώνουν αισιόδοξοι και επιμένουν πως με το νέο αυτό υλικό θα ξεκινήσει σύντομα μια νέα Τεχνολογική Εποχή. Αν όντως επαληθευτούν οι θεωρίες τους πειραματικά και στην πράξη, μπορεί να συμβεί κάτι τέτοιο;
Υπό την προϋπόθεση ότι το LK-99 μπορεί να αναπαραχθεί και να μπει σε διαδικασία μαζικής παραγωγής, ώστε μελλοντικά π.χ. να κατασκευαστεί ένα νέο είδος καλωδιώσεων ή οποιαδήποτε άλλη συσκευή θα βασίζεται σε αυτό το υλικό, τότε θα υπάρξουν σίγουρα σημαντικές αλλαγές. Θα δούμε νέου τύπου βιομηχανικές μονάδες να αναπτύσσονται και το εν λόγω υλικό θα μπει στη διαδικασία της κατασκευής (process manufacturing) στο πλαίσιο της μαζικής παραγωγής.
Για να το πω με όσο πιο απλά λόγια γίνεται: Θα βιώσουμε μέσα σε μία βραδιά μια νέα Τεχνολογική Επανάσταση και μια σειρά από «τεκτονικές» αλλαγές σε ό,τι αφορά τον τομέα της Ενέργειας. Αυτό δεν σημαίνει ότι από τη μια στιγμή στην άλλη θα αλλάξει άρδην και στην ολότητά του ο τρόπος παραγωγής και διανομής ενέργειας και δη ηλεκτρικής.
Επί της ουσίας, η ανθρωπότητα θα βρίσκεται πλέον μπροστά σε ένα νέο, πολύ μεγάλο πεδίο, που θα αφορά τον τρόπο παραγωγής της ηλεκτρικής ενέργειας. Φανταστείτε το απλά: Μέχρι τώρα, όπως προείπαμε, τα 2/3 της ενέργειας τα χάνουμε προτού καν αυτή καταλήξει στην πρίζα του σπιτιού μας. Με ένα τέτοιο υλικό, σχεδόν εκμηδενίζεται η απώλεια ηλεκτρικής ενέργειας.
Αυτό τι σημαίνει πρακτικά; Πρώτον, το κόστος της ενέργειας θα μειωθεί αισθητά – τολμώ να πω σε πολύ μεγάλο βαθμό.
Δεύτερον, θα αναπτυχθούν νέες τεχνολογίες και θα εξελιχθούν ήδη υπάρχουσες, όπως για παράδειγμα η πυρηνική σύντηξη, η οποία χρειάζεται πολύ συγκεκριμένα υλικά υπό συγκεκριμένες συνθήκες. Αν αυτά τα υλικά αντικατασταθούν από το LK-99, τότε πλέον θα έχουμε τη δυνατότητα να κατασκευάσουμε ακόμη πιο ασφαλείς πυρηνικούς αντιδραστήρες. Βεβαίως, δεν λέω σε καμία περίπτωση ότι οι πυρηνικοί αντιδραστήρες τέταρτης και πέμπτης γενιάς δεν είναι ασφαλείς. Όμως, με αυτό το νέο υλικό, θα καταστούν ακόμη πιο ασφαλείς, γιατί θα απαλειφθούν οι ειδικές συνθήκες που απαιτούνται για την λειτουργία τους.
Σε ό,τι αφορά, τώρα, την καθημερινότητα του μέσου ανθρώπου, εκεί θα δούμε επίσης σημαντικές αλλαγές να διαδραματίζονται. Σκεφτείτε την κατασκευή μπαταριών, με μεγαλύτερη χρονική διάρκεια ζωής, που θα φορτίζουν πλήρως σε λίγα δευτερόλεπτα. Θα δούμε ακόμη πιο «έξυπνες» συσκευές να αναπτύσσονται, ενώ μία από τις πιο σημαντικές αλλαγές που θα συντελεστεί, αφορά στους κβαντικούς υπολογιστές. Το κόστος αυτών των συσκευών θα μειωθεί, καθώς μέχρι σήμερα η λειτουργία τους πραγματοποιείται υπό πολύ συγκεκριμένες συνθήκες περιβάλλοντος.
Παράλληλα, στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, που μέχρι σήμερα έχουν μια μέση αυτονομία της τάξεως των 500 χιλιομέτρων, με το νέο υλικό μπορεί να μιλάμε ακόμη και για πενταπλασιασμό της αυτονομίας τους και μάλιστα με σαφώς πολύ μικρότερο φορτίο μπαταρίας, καθώς η φόρτιση θα γίνεται μέσα σε μερικά μόλις δευτερόλεπτα σε αντίθεση με το τυπικό 7ωρο – 8ωρο που απαιτείται στις μέρες μας. Μια τέτοια εξέλιξη θα άρει και το σκεπτικισμό που υπάρχει μέχρι στιγμής σε ό,τι αφορά την ηλεκτροκίνηση.
Άρα, από την καθημερινή χρήση του κινητού τηλεφώνου, της μπαταρίας, των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (π.χ. τα αιολικά και τα φωτοβολταϊκά πάρκα), η μεταφορά και αποθήκευση της ενέργειας αυτής υπό τη χρήση της νέας αυτής τεχνολογίας θα οδηγήσει στην επίλυση πολλών και σοβαρών ζητημάτων.
Αν εξετάσουμε το θέμα αυτό από τη σκοπιά των data centers, που είναι ο χώρος μου και είναι μία από τις πλέον ενεργοβόρες βιομηχανίες σε όλο τον κόσμο, τότε μιλάμε για μια πολύ σημαντική εξέλιξη. Σκεφτείτε ότι τα data centers όπου εργάζομαι, καταναλώνουν το 5% της παγκόσμιας ενέργειας σήμερα. Είναι κάτι, λοιπόν, που το παρακολουθούμε πολύ στενά, το θέλουμε πραγματικά να επιβεβαιωθεί, απλώς είμαστε λιγάκι επιφυλακτικοί. Και το λέω αυτό, επειδή κατά καιρούς έχουν γίνει αρκετές παρόμοιες αναρτήσεις στο Διαδίκτυο, αλλά παρόλα αυτά δεν έχουν επιβεβαιωθεί.
Συνεπώς, κ. Λιώλη, εφόσον μπει στη ζωή μας το LK-99, πιστεύετε ότι θα δούμε τεχνολογίες που μέχρι πρότινος ήταν ακριβές και ίσως απρόσιτες, για παράδειγμα οι κβαντικοί υπολογιστές, να μπαίνουν με ρυθμούς – εξπρές στη ζωή του σύγχρονου ανθρώπου;
Πράγματι θα συμβεί αυτό, αλλά θα πρέπει να εστιάσουμε σε μια παραδοχή που εκφράζεται από τους απανταχού επιστημονικούς αναλυτές. Πιστεύουμε ότι ούτως ή άλλως μέσα στα επόμενα 10 – 12 χρόνια, δηλαδή μέχρι το 2035, η πρόσβαση στο quantum computing θα είναι προσιτή στις μάζες. Βέβαια αυτό δεν σημαίνει πως θα έχουμε κβαντικούς υπολογιστές στα σπίτια μας, αλλά θα έχουμε χρήση και πρόσβαση στο quantum computing μέσω των υπηρεσιών cloud ή κάποιου data center operator. Αυτό το θεωρούμε δεδομένο και με τις υπάρχουσες συνθήκες.
Από εκεί και πέρα, όμως, από τη στιγμή που όντως επιβεβαιωθεί η συγκεκριμένη τεχνολογία του υλικού LK-99, αυτό συνεπάγεται ότι θα μειωθεί κατά πολύ η χρονική περίοδος που θα μεσολαβήσει μέχρι να φτάσουμε ουσιαστικά στη χρήση της. Το γεγονός ότι δεν θα χρειάζεται να φτιάξουμε συγκεκριμένες εγκαταστάσεις, σημαίνει ότι αντί να φτάσουμε στη χρήση της συγκεκριμένης τεχνολογίας στα επόμενα 10 – 12 χρόνια, θα μπορέσουμε να τη χρησιμοποιούμε μέσα στα επόμενα 4 – 5 χρόνια. Και αυτό από μόνο του συνιστά ένα τεράστιο τεχνολογικό άλμα. Όλα αυτά όμως θα ισχύσουν – και το επαλαμβάνω – αν και εφόσον επιβεβαιωθεί η ύπαρξη και αποτελεσματικότητα του συγκεκριμένου υλικού. Αυτό είναι ένα πεδίο που τουλάχιστον για εμάς που εργαζόμαστε ως data center εταιρεία και σχεδιάζουμε τέτοιου είδους εγκαταστάσεις, το παρακολουθούμε πάρα πολύ στενά και άρα μας ενδιαφέρει άμεσα.
Εν κατακλείδι, η νέα αυτή τεχνολογία πρέπει να επαληθευτεί και να περάσει στη μαζική παραγωγή. Είναι μεν καλό να βλέπουμε διάφορα νέα τεχνολογικά επιτεύγματα υπό το πρίσμα ενός εργαστηριακού περιβάλλοντος, αλλά σίγουρα έχει άλλη και σίγουρα πολύ μεγαλύτερη αξία, όταν βλέπουμε τις νέες τεχνολογίες να περνούν στο στάδιο της μαζικής παραγωγής.
Τα πρωτότυπα links των δύο επιστημονικών white papers
Lee, S. et al. Preprint at arXiv https://doi.org/10.48550/arXiv.2307.12037 (2023).
Lee, S. et al. Preprint at arXiv https://doi.org/10.4855arXiv.2307.12008 (2023).
