Co roku w kilku miejscach świata odbywają się konkursy ChemCar i Chem-E-car. Studenckie Koło Naukowe Oktan z Wydziału Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska bierze w nich udział od 2012 roku.
Reprezentowaliśmy Politechnikę Łódzką podczas konkursów w Niemczech, Indonezji, Stanach Zjednoczonych oraz Australii. Przez lata kolejni studenci zdobywali doświadczenie, umiejętności oraz nawiązywali międzynarodowe kontakty, nie tylko ze studentami, ale także z potencjalnymi pracodawcami.
Konkursy polegają na wyścigu modeli pojazdów napędzanych przez reakcję chemiczną nie będącą reakcją spalania. Największą trudność stanowi dobranie takiej reakcji i ilości użytych odczynników oraz układu napędowego, które pozwolą na przebycie ściśle określonego dystansu podawanego tuż przed rozpoczęciem konkursu. Dodatkowo, przed startem umieszczane są na pojeździe odważniki, których masa jest losowana przez organizatorów i stanowi procent masy pojazdu. Konkursy te dedykowane są studentom inżynierii chemicznej i procesowej z całego świata. W jury zasiadają przedstawiciele czołowych koncernów chemicznych oraz światowej sławy naukowcy.
Oktan – najlepsi z najlepszych
W 2016 roku otrzymaliśmy dofinansowanie z Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego w ramach konkursu Najlepsi z Najlepszych. Projekt Budowa pojazdów na międzynarodowe konkursy ChemCar i Chem-E-Car jako jeden z nielicznych otrzymał całość wnioskowanej kwoty. Zakładał on budowę pojazdów wykorzystujących różne rodzaje napędów oraz ich udział w konkursach w Niemczech, Australii oraz Stanach Zjednoczonych. Cały projekt koordynował opiekun naukowy SKN Oktan dr inż. Michał Tylman.
Oktan Team wyruszył na podbój świata w składzie: Agnieszka Bedka, Kamil Brocki, Jakub Kuberski, Kinga Mikołajczyk, Filip Mikołajczyk, Paulina Pędziwiatr, Piotr Przerywacz, Justyna Wojtasik oraz Dawid Zawadzki.
Realizacja projektu nie byłaby możliwa, gdyby nie pomoc drugiego opiekuna mgr. inż. Konrada Gładyszewskiego.
Podczas projektu odbyliśmy szkolenia z projektowania, modelowania oraz symulacji w programie Solidworks, który pozwolił na przełożenie nawet najbardziej niesamowitych pomysłów na gotowe elementy wydrukowane za pomocą drukarki 3D. Badania katalizatorów, projektowanie, dobór armatury i konstrukcja pojazdów pozwalały rozwijać nie tylko umiejętności inżynierskie, ale także nauczyły nas pracy zespołowej oraz radzenia sobie w każdej sytuacji. Nawiązaliśmy kontakty ze studentami, naukowcami oraz przedstawicielami koncernów przemysłowych z całego świata.
Historyczny sukces w Niemczech
Tuż przed rozpoczęciem roku akademickiego wzięliśmy udział w konkursie ChemCar-Wettbewerb 2016 w Aachen w Niemczech. Wyścig pojazdów napędzanych reakcjami chemicznymi był częścią konferencji ProcessNet-Jahrestagung und 32. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen 2016 sponsorowanej przez międzynarodowe koncerny chemiczne takie jak BASF, Bayer czy Evonik. Pojazd, który zbudowaliśmy na potrzeby tego konkursu, wykorzystywał reakcję katalizowanego rozkładu nadtlenku wodoru. Katalizatorem reakcji było srebro umieszczone w reaktorze w formie plecionej siatki. Powstająca w wyniku reakcji mieszanina pary wodnej oraz tlenu napędzała silnik tłokowy, który został połączony z kołami systemem przekładni. Przed konkursem odbyło się losowanie przewidzianego do pokonania dystansu - wynosił on 15 metrów, a także dodatkowego obciążenia, które stanowiło 30% początkowej masy pojazdu. W kategorii przejazdów zespół Oktan Team zdeklasował konkurencję. Podczas pierwszego przejazdu nasz Chemcar przejechał 15.05 m, natomiast w drugim 15.04 m. Jest to pierwszy w 11-letniej historii konkursu Chemcar przypadek takiej dokładności i powtarzalności. W klasyfikacji generalnej, na którą składały się innowacyjność systemu napędu, sesja posterowa i przejazd, Oktanowy Chemcar zajął 2. miejsce.
Reakcje chemiczne można obserwować nie tylko w laboratorium. Studenci Politechniki Łódzkiej wykorzystują je do napędzania i sterowania pojazdem przez nich zbudowanym. Jak on wygląda i działa? Odpowiedź w filmie, którego bohaterem jest zespół Oktan Team osiągający sukcesy na międzynarodowych konkursach ChemCar i Chem-E-Car.
Oprócz dokładności i powtarzalności przejazdów ocenie podlegają również design, innowacyjność, aspekty bezpieczeństwa pojazdu oraz umiejętność zaprezentowania projektu pojazdu podczas sesji posterowej i rozmowy z sędziami.
Silna konkurencja w Australii
Następnie wyruszyliśmy w nieznane, do odległej Australii. Tamtejsza edycja konkursu Chem-E-Car odbyła się podczas konferencji Chemeca 2016: Chemical Engineering - Regeneration, Recovery and Reinvention. Na ten konkurs zbudowaliśmy zupełnie nowy pojazd. Napęd wykorzystywał zjawisko Seebecka - jedno ze zjawisk termoelektrycznych, polegające na powstawaniu siły elektromotorycznej zwanej też siłą termoelektryczną w obwodzie złożonym z dwóch różnych materiałów, których styki mają różne temperatury. Mechanizm zatrzymujący pojazd stanowił zegar jodowy – niezwykle zjawiskowa reakcja, w której czas zmiany barwy roztworu może być kontrolowany przez zmianę ilości użytych substratów. Większość elementów pojazdu została własnoręcznie zaprojektowana i wykonana przez członków zespołu. Przejazdy odbywały się na tarasie hali konferencyjnej, co niosło ze sobą dodatkowe utrudnienia w postaci zmiennej temperatury i nierównej nawierzchni. Podczas konkursu konkurencja była na bardzo wysokim poziomie. Zespoły z Iranu, Malezji, Indonezji czy Nowej Zelandii napędzały pojazdy za pomocą różnego rodzaju ogniw, które pozwalały na precyzję w osiąganych odległościach. Pomimo tego, udało nam się zdobyć drugie miejsce w sesji posterowej oraz szóste w przejazdach chemcarów.
Niezłomni w Stanach Zjednoczonych
Ostatnim przystankiem przygody z chemcarem była słoneczna Kalifornia w Stanach Zjednoczonych. Konkurs Chem-E-Car stanowił najważniejszy punkt Międzynarodowej Studenckiej Konferencji Inżynierii Chemicznej organizowanej przez AIChE w San Francisco. Do wyścigu stanęło 41 pojazdów pod banderami z całego świata. Niestety, podczas transportu do USA nasz pojazd uległ zniszczeniu. Pomimo przeciwności losu nie poddaliśmy się. Przystąpiliśmy do napraw, które pozwoliły przejść kontrolę bezpieczeństwa, a tym samym umożliwiły uczestnictwo w wyścigu. Mimo poprawnego działania mechanizmu stopującego, cała konstrukcja zmieniła się, a ponowna kalibracja nie była już możliwa.
Nasz pojazd nie mógł pochwalić się najwyższą dokładnością, co nie przeszkodziło organizatorom w jednogłośnym okrzyknięciu nas ich ulubioną drużyną za pomysłowość, ducha walki, współpracę oraz radzenie sobie w trudnych sytuacjach.
Drużyna z pojazdem ciśnieniowym na konkursie w Aachen
foto: Agnieszka Bedka
Co więcej, otrzymaliśmy nagrodę specjalną za najbardziej kreatywny system napędu – The most creative drive system design. Jury było pod wrażeniem jak rozwiązaliśmy problemy techniczne, które innym drużynom sprawiały nie lada kłopot.
Bezcenne wsparcie
Serdecznie dziękujemy Politechnice Łódzkiej, władzom WIPOŚ oraz wszystkim osobom zaangażowanym w projekt, w szczególności opiekunom: dr inż. Michałowi Tylmanowi oraz Konradowi Gładyszewskiemu, pani Agacie Lewkowicz i Halinie Korobczuk, Adamowi Szymańskiemu, Bartoszowi Oparze, dr. Jarosławowi Sowińskiemu, prof. Zbigniewowi Mikołajczykowi oraz niezastąpionemu moderatorowi prof. Andrzejowi Górakowi.
Przygoda z Chemcarem nie kończy się wraz z zakończeniem projektu związanego z konkursem Najlepsi z najlepszych, gdyż w kolejnym roku akademickim weźmiemy udział w konkursach w Niemczech i w Hiszpanii. Tym razem planujemy wykorzystać potencjał odnawialnych źródeł energii i napędzać pojazd procesem biochemicznym.
- dr inż. Michał Tylman - opiekun naukowy SKN Oktan
