AKADEEMILINE KESKUS: KesKus’i artiklitesari Eesti akadeemikutest. Akadeemik Enn Lusti viimase aja töö on keskendunud energeetikavaldkonnale ning pälvinud suurt tähelepanu maailmas. Kirjutas Margus Maidla.
Akadeemik Enn Lust on pärit Ida-Virumaalt Atsalama külast, mis asub Alutaguse hiidmetsade külje all. Enn: „Veetsin hästi palju aega Alutaguse metsades ringi seigeldes. Mulle sai lapsepõlvest see kant päris hästi omaseks ja tuttavaks.“
Pagari 8-klassilises koolis käies oli Ennu huvide ampluaa äärmiselt lai. Ta huvitus nii loodusõpetustest – geograafiast ja bioloogiast – kui ka füüsikast, keemiast ja matemaatikast. Keemia vastu hakkas huvi tekkima rohkem keskkooli ajal.
Enn: „Vanem õde, kes käis samal ajal keskkoolis kui mina 7.–8. klassis, palus abi keemiaülesannete lahendamisel. Sain keskkooli keemiaülesannetega hakkama ja sealt edasi hakkas huvi süvenema. Viimase tõuke aga sain keskkooli keemiaõpikust, kus oli üks skeem, kuidas osakesed gaasi-faasis teineteisega reageerivad ja kuidas nende elektronpilved deformeeruvad enne, kui side moodustub, ja ma tahtsin reaalselt näha, kuidas see toimub. Tegelikkuses pole mul õnnestunud seda näha tänase päevani. Seda, kuidas toimub elektronide ülekanne, nagu kirjeldas toonane skeem, Tartu Ülikooli aparatuur näha ei võimalda. Vähemalt täna veel mitte.“
Miks asjad roostetavad
Pärast Kohtla-Järve Adolf Kesleri nimelise keskkooli, tänase Jõhvi gümnaasiumi lõpetamist 1975 asus noor abiturient õppima Tartu ülikoolis keemiat. Õpingute ja õppimise kohta on Ennul üldistavalt öelda alljärgnevat: „Minu ajal toetus keemia õpetamine nn „kolmele suurele vaalale“, kelleks olid kaks Palmi ehk lühike Palm (akadeemik Viktor Palm, vt Akadeemiline Keskus nr 6/2009) ja pikk Palm (professor Uno Palm) ning professor Vello Past, nemad olid meie tolle aja kõige mõjukamad ja koloriitsemad õppejõud. Kindlasti ei saa märkimata jätta ka Tullio Ilometsa, kes oli juba toona kujunenud keemiahoone maskotiks, sest ta vist viibis selles majas rohkem kui kuskil mujal oma aktiivsest ajast.“
Enn „sattus“ teaduse rajale kolmandal kursusel, mil auditooriumisse astus sisse prof Uno Palm, toetas käed esimese laua äärele ja küsis kurja häälega: „Kes teist siin on Enn Lust?“ Noore tudengi süda vajus saapasäärde, et millega ta nüüd siis hakkama on saanud, et kogunisti ülikooli õppeprorektor isiklikult tema vastu huvi tunneb. Kui Enn oli ennast püsti ajanud, öeldi talle konkreetselt, et: „Pärast loengu lõppu tulete ruumi 234 ja siis räägime.“ Järgenevad 45 minutit mõtles Enn pingsalt, et millest temaga küll räägitakse, päris kindlasti ei osanud ta aimata, et talle tehakse ettepanek hakata teadlasena tegelema füüsikalise elektrokeemiaga. Enn: „Mind võeti äärmiselt lahkelt vastu ja tutvustati ning näidati erinevaid uurimisvõimalusi. Sellega olid minu valikud edasiste arengute osas langetatud juba paar aastat varem, kui see võib-olla tavapäraselt oleks toimunud.“
Aastaks 1989 jõudis Enn üsna loomulikku rada pidi keemiakandidaadi väitekirja kaitsmiseni. Kaitsmine toimus Tartu ülikoolis ja kandidaaditöö rääkis sellest, kuidas tekib tahkete metallide pinnale mingi lahuse poolt konkreetne moodustis, mida kutsutakse faaside-vaheliseks piirpinnaks. Faaside-vahelise piirpinna protsessid on hästi tähtsad, mõistmaks aine erinevate olekute – tahkis-gaas, tahkis-vedelik, tahkis-tahkis – omavahelisi interaktsioone.
Ennu töö näitas, et senised teoreetilised mudelid ei vastanud teatud parameetrite osas tema poolt läbi viidud eksperimendi tulemustele ja vajavad täiendavaid matemaatilisi parandusi. Enn: „Pean kahjuks möönma, et tahke pinna eksperimentaalselt mõõdetavad omadused ja matemaatiliste mudelitega kirjeldatavad omadused ei ole tänase päevani vastavuses ning me ei oska laengu ülekande protsesse tahkise pinnal korrektselt kirjeldada. Nende protsesside mõistmine on igapäevaelus tähtis korrosiooniprotsesside mõtestamisel.“
Elektrokeemia valdkond
Enn Lust on Tartu ülikooli füüsikalise keemia professor. Füüsikalise keemia kui terve teadussuuna üheks rajajaks maailmateaduses peetakse Nobeli (keemia)preemia laureaati Wilhelm Ostwaldi, kes oma hariduse omandas ja esimesed õppejõu ning teadusetee sammud astus Tartu ülikoolis. Nobeli preemia omistati talle 1909. aastal heterogeensete protsesside, sealhulgas kataüüsi uurimise ja teiste teaduslike läbimurrete eest. Enn: „Tegelikult on meilt pärit veel üks silmapaistev teadlane, keda teatakse mõneti vähem, see oli Gustav Tammann, kes omal ajal paljuski ka Ostwaldi soovitusel valiti Göttingeni ülikooli professoriks. Seega, alates 19. sajandi teisest poolest kuni 20. sajandi alguseni olid Tartu ülikoolist pärit füüsikalise keemia koolkonna teadlased maailma teaduspildis väga jõuliselt esindatud.“
Ennu tänane teadustöö sai alguse aastast 1992 ja kaldub elektrokeemia valdkonda ning on seotud tänapäevase energiatehnoloogia teaduslike väljatöötlustega. Enn: „Hakkasime siis uurima süsiniku pinnal ja poorides toimuvaid laetud osakeste protsesse. Veidi hiljem hakkasime juurutama süsiniku sünteesi erinevaid meetodeid. Toonastest tegevustest sai 1997. aastal alguse superkondensaatorite ehk siis elektrienergia supersalvestajate uurimissuund Tartu ülikoolis. Kogu maailm siirdub täna väiksemate, keskkonnasõbralikumate ja suurema energiamuundamise efektiivsusega süsteemide poole. Meil Tartu ülikoolis on ka väga originaalsed ja efektiivsed lahendused toatemperatuuril töötavate süsinikul baseeruvate kütuseelementide osas, mis on maailmas äärmiselt suurt huvi äratanud. Piltlikult öeldes, me üritame täna välja töötada energeetilisi lahendusi ja komplekse, kus oleks vähemalt 5–6 korda suurem energiatootmise potentsiaal ühe ruutmeetri tööstuspinna kohta, kui seda on tänane.“
Energia salvestamine
Viimasel ajal on Enn Lusti huviorbiiti tõusnud just toatemperatuuril vedelate soolade omaduste uurimine ja rakendamine kõrge efektiivsusega energiasalvestus- ja muundamise seadmetes, nagu superkondensaatorid, Li-ioon-patareid, uudse teemana maailmas ka Na-ioon patareid ja madaltemperatuursed kütuseelemendid. Kogutud teadmiste põhjal on Enn koostanud energia salvestamise ja muundamise vallas nii eesti- kui ka ingliskeelsed originaalsed loengutsüklid. Sealjuures on koostöös Tallinna Tehnikaülikooli keemia- ja materjalitehnoloogia teaduskonnaga loodud ingliskeelne magistriõppekava „Materials and Processes of Sustainable Energetics“, mille õppekava juhtkomitee liige ta on, ja selle õppekava tarvis on Enn koostanud loengukursused „Energy Technology“ ja „Materials Technology“.
Rahvusvaheliselt on akadeemiku tööde vastu huvi ilmutanud Solveid, Euroopa Kosmoseagentuur, General Motors, Global, Samsung, Toyota Motors.
Enn ja tema töörühm osaleb ka aktiivselt rahvusvahelises koostöös energiatehnoloogiate vallas. Praegu on käimas koostöö USA Pennsylvania ülikooliga projekti „Development of novel ceramic materials for solid oxide fuel cells“ raames, et töötada välja uudsed niklivabad anoodid kütuseelementide tarbeks. Enn: „Koostöös oma rahvusvaheliste partneritega on meis järjest rohkem formeerumas tunne, et osaleme maailmas valdkonna jaoks läbimurdeliste protsesside uurimises.“
Enn on nii Ameerika Keemiaühingu kui ka Elektrokeemiaühingu liige ning Rahvusvahelise Elektrokeemiaühingu liige. Tema sulest või kaasautorlusega on ilmunud ligi 163 andmebaasis Thomson Reuters Web of Knowledge refereeritavat publikatsiooni, mida on tsiteeritud üle 1450 korra ja tema juhendamisel on kaitstud 18 doktorikraadi.
Muusikalembusest ja muust
Kultuuritarbimise ja -harrastamise seisukohast väärib väljatoomist, et Enn on pärit musikaalsest perest: ta isa mängis nii viiulit, klaverit kui ka bändžot ning ema akordioni ja klaverit. Enn: „Olen ise osalenud alates 4. klassist ühe külapundi tegemises ja saan ise harrastaja tasemel hakkama nii akordioni kui ka klaveriga. Kitarri olen samuti tinistanud. Kui komandeeringutest mahti üle jääb, siis erinevates maailma muuseumides ja galeriides käin alati meelsasti.“
Söögi koha pealt ütleb Enn, et on kõigesööja ja pole valiv: „Mina olen pärit sellisest perekonnast, kus mu ema ütles, et kui minule kõlbas teile seda toitu valmistada, siis teile peab kõlbama ka seda süüa ja maast-madalast ma sellisest printsiibist olen ka lähtunud. Samas, napside koha pealt on vastupidi – sõbrad teavad mind eelkõige heade konjakite nautijana.“
Ennast ümbritseva ühiskondliku keskkonna kohta on Ennul öelda alljärgnevat: „Me oleme siiski peaaegu väikseim omakeelse kultuuri ja haridusega rahvusriik. Kuigi oma balletitruppide, orkestrite ja kooride ülalpidamine võib tunduda päris kallis, peame me seda siiski tegema, sest eesti keel ja kultuur on kindlasti säilitamist ja arendamist väärt. Olen tegelikult kaunis patriootlik inimene ja tahan ka tööalaselt tõestada, et eestlased on midagi suutelised ära tegema, ja just siin Eestis. Kuid negatiivsema poole pealt arvan, et me ei ole viis aastat juba reforme teinud ja seetõttu stagneerume. Natuke laiemalt valmistab mulle muret ka elu koondumine Tallinnasse ja siis selle Tallinna enda valglinnastumine. Kui edasi arutleda, siis tegelikult peaks nii haridus- kui ka haldusreformi läbi viima ühiselt, rahulikult, kompleksselt ja mõtestatult. Mitte nii, et teeme haridusreformi ees ära ja küll siis haldusreform ise järele tuleb, nagu praegu loodetakse. Inimestele peab ikka rahulikult selgitama, et olukord, kus mõnes omavalitsuses on suurimaid tööandjaid seesama omavalitsus ise, ei ole jätkusuutlik, kuid see ei tähenda sugugi, et elu peaks koonduma ainult Tallinnasse, Tartusse ja Pärnusse.“
Tänapäevase energeetika areng maailmas on suunatud kombineeritud lahendustele, kus arvestatakse regiooni klimaatilisi, geoloogilisis ja majanduslikke eripärasid. Energia kontsentreerimiseks, muundamiseks ja säilitamiseks on väga palju erinevaid tehnoloogilisi lahendusi – kontsentreeritud päikeseväljad, tuulegeneraatorid, biogaasi ja sünteesgaasi tootmine ja kasutamine energiasüsteemides jne.
Veel rohkem tuleb tegeleda energia säästmise propageerimisega ning soodustada energiatõhusate hoonete ehitust ning seadeldiste ja tehnoloogiate arendust. Kõiki neid eelnevaid aspekte peab Enn silmas oma tänases teadustöös. Ennu tänane teaduslik töö on luubi all kogu maailma juhtivatel autotööstustel.
Ennule omistati 2008. aastal Eesti Vabariigi teaduspreemia, ta on Eesti energiatehnoloogia programmi nõukoja juhataja, Eesti esindaja Euroopa Liidu kütuseelementide ja vesiniku ühisinitsiatiivi tehnoloogiaplatvormis EU Fuel Cell and Hydrogen Joint Undertaken ning European Spallation Source Scandinavia teaduskomitee liige ja koordinaator Eestis. Samuti on Enn Eesti Teaduste Akadeemia esindaja Euroopa Liidu Teaduste Akadeemia Assotsiatsiooni Energeetika Koordineerimiskomitees ja Eesti Teaduste Akadeemia energeetika ekspertkomisjoni asejuhataja. Enn esindab Tartu ülikooli Euroopa ülikoolide energiaplatvormi ühisinitsiatiivis, eesmärgiga harmoniseerida energeetika õppekavasid.
Enn Lust
TEADUSALA
Energiatehnoloogia
UURIMISTÖÖ PEASUUNAD
Suure eripinnaga materjalide (nanopoorne süsinik, modifitseeritud süsinik) elektrokeemilised omadused ja elektrilise kaksikkihi ning hübriid-superkondensaatorid, protsessid Li-ioon- ja Na-ioon-patareides. Keskmisetemperatuurse (500–700 ºC) tahkeoksiidse kütuseelemendi ja madaltemperatuurse kütuseelemendi materjalide süntees ja ühikrakkude omadused. Elektrilise kaksikkihi ehituse ja orgaaniliste ühendite adsorptsiooni seaduspärasused, k.a kahe- ja kolmedimensionaalsete kihtide in situ struktuurid tahketel elektroodidel. Elektroodi geomeetrilise kareduse, energeetilise ebaühtluse ja poorsuse mõju faasidevahelise piirpinna elektrood/elektrolüüdi lahus ehituse ja adsorptsiooni seaduspärasustele. Elektrokeemiliste laenguülekandeprotsesside kiiruse sõltuvus elektroodimaterjali pinnastruktuurist ning keemilisest loomusest. Kõrgtemperatuursed elektrolüüserid ning vesiniku salvestamise alused modififitseeritud materjalides.
VALIMISAEG
8. detsember 2010
AKADEEMIA OSAKOND
Informaatika ja tehnikateaduste osakond
SÜNNIAEG ja -KOHT
22. oktoober 1956 Ida-Virumaal
TÖÖKOHT
Tartu Ülikooli keemia instituudi direktor (alates 2008)
Tartu Ülikooli füüsikalise keemia professor (alates 1997)
HARIDUS
1975 Kohtla-Järve Adolf Kesleri nim Keskkool (Jõhvi Gümnaasium)
1980 Tartu Ülikool, keemik – keemia õpetaja
TEADUSKRAAD
1989 keemiakandidaat, Tartu Ülikool, teemal „Elektrilise kaksikkihi ehitus ja adsorptsiooninähtused vismuti monokristalsetel ja polükristalsetel mudelel-ektroodidel“
TEENISTUSKÄIK
1980–1985 Tartu Ülikooli elektrokeemia laboratooriumi insener
1985–1987 samas nooremteadur
1987–1990 samas teadur
1990 samas vanemteadur
1990–1992 samas sektorijuhataja
1992–1993 anorgaanilise keemia kateedri lektor
1993–1997 samas dotsent
1997– … Tartu Ülikooli füüsikalise keemia professor
2008–… Tartu Ülikooli keemia instituudi direktor
TUNNUSTUSED
2006 Tartu Ülikooli aumärk
2008 Eesti Vabariigi teaduspreemia
TEADUS-ORGANISATOORNE ja -ADMINISTRATIIVNE TEGEVUS
EESTIS:
2007–2013 Eesti energiatehnoloogia programmi nõukoja juhataja
……… Eesti Teaduste Akadeemia energeetika ekspertkomisjoni asejuhataja
2012–… Tartu Ülikooli senati liige
MUJAL:
2010–… European Spallation Source Scandinavia teaduskomitee liige
2011–… Euroopa Liidu Teaduste Akadeemia Assotsiatsiooni Energeetika Koordineerimiskomitee liige
Ameerika Keemiaühingu liige
Rahvusvahelise Elektrokeemiaühingu liige
Ameerika Elektrokeemiaühingu liige
PUBLIKATSIOONID
TEADUSARTIKLID: Avaldanud 343 teaduspublikatsiooni, neist 2 monograafiat ja 163 andmebaasis Thomson Reuters Web of Knowledge refereeritavat artiklit.
Arulepp, M., Permann, L., Leis, J., Perkson, A., Rumma, K., Jänes, A., Lust, E. 2004. Influence of the solvent properties on the characteristics of a double layer capacitor, J. Power Sources, 133, 320–328.
Jänes, A., Kurig, H., Lust, E. 2007. Characterisation of activated nanoporous carbon for supercapacitor electrode materials, Carbon, 45, 1226–1233.
Jänes, A., Permann, L., Arulepp, M., Lust, E. 2004. Electrochemical characteristics of nanoporous carbide-derived carbon materials in nonaqueous electrolyte solutions. Electrochem. Comm., 6, 313–318.
Eikerling, M., Kornyshev, A. A., Lust, E. 2005. Hierarchical model of high energy density double layer capacitor. Toward optimisation of the electrical double layer capacitor characteristics, J. Electrochem. Soc., 152, E24–E33.
Kivi, I., Möller, H., Kurig, H., Kallip, S., Nurk, G., Lust, E. 2008. Development of porous cathode powders for SOFC and influence of structure on the oxygen electroreduction kinetics. Electrochem. Comm., 10, 1455–1458.
Kurig, H., Jänes, A., Lust, E. 2010. Electrochemical characteristics of Carbide Derived Carbon | 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate Supercapacitor Cells. J. Electrochem. Soc., 157, A272–A279.
MONOGRAAFIAD:
Trasatti, S., Lust, E. 1999. The Potential of Zero Charge. White, R. E., Conway, B. E., Bockris, J. O’M. (toim.). Modern Aspects of Electrochemistry. Kluwer, New York, London, pp. 1–216.
Lust, E. 2002. Electrical Double Layers. Double Layers at Single Crystal and Polycrystalline Electrodes. Bard, A. J., Stratman, M. (toim.). Encyclopedia of Electrochemistry, Vol. 1, Wiley, 2002, pp. 188–224.
HOBID
Muusika