A kevésbé ismert magyar tudósnő a 20. század egyik legjelentősebb energetikai szakértője, aki letette a napenergia gazdálkodás alapjait. Az Amerikában nagyra tartott biofizikust csak Sun Queen-ként emlegették. A szolár technika kiváló szakértője, számos nemzetközi elismerés és díj birtokosa, akinek a napenergia-hasznosítás terén tett felfedezéseit napjainkban is alkalmazzák. Neve több mint 20 szabadalmat jegyez. Az utolsót 90 évesen dolgozta ki. Nem csupán a napenergia hasznosításának úttörője volt, hanem egyszersmind a mérnöki berkek férfi dominanciájának elsöprője.
2012-ben posztumusz választották be a Feltalálók Nemzeti Dicsőségcsarnokába (National Inventors Hall of Fame), Steve Jobs-al és Gábor Dénes fizikussal egyidőben.
1900-ban született Budapesten egy jómódú bankár első gyermekeként. Tanulmányait a Budapesti Királyi Magyar Pázmány Péter Tudományegyetem kémia-fizika szakán végezte, Rybár István mellett. Akkoriban még elenyésző számban tanultak egyetemen a nők, különösképpen reál szakon.
1924-ben doktorált és a következő évben a Cleveland-ben élő magyar konzul nagybátyja hívására az Egyesült Államokba költözött és hamarosan elhelyezkedett a clevelandi biofizikai laborban, ahol 12 évig dolgozott Dr. George W. Crile, a világhírű, közvetlen vérátömlesztést először alkalmazó sebész mellett. Feltaláltak egy fotóelektromos mechanizmust, amely képes rögzíteni az agyhullámokat. Többek között a Massachusetts Institute of Technology-n, a New York-i Egyetemen és a Pennsylvaniai Egyetemen végzett kutatásokat.
Hogy a környezetvédelem mennyit köszönhet Telkes Máriának, azt csak mostanában kezdjük belátni, mikor bőrünkön érezzük az alternatív energia használatának szükségességét. A magyar feltaláló nő már majd 100 évvel ezelőtt a klímaválság megoldásain dolgozott, akkor, amikor a fenntartható fejlődés még ismeretlen fogalom volt. Bár külföldön elismert és ünnepelt tudósként élt, Amsterdamban utcát neveztek el róla, itthon még mindig nem ismeri a nagyközönség. Nem mellesleg több ezer katona is neki köszönheti az életét, akik a második világháborúban ivóvízre szomjaztak az óceán közepén. 1938-ban előállt az első napenergiával fűtött ház ötletével.
Dover Napház – az első szoláris fűtési rendszerrel működő passzív ház
„Tudjuk, hogy eljön az idő, amikor tudatosan végiggondolt tervre lesz szükségünk a napenergia hasznosítására ahelyett, hogy egyszerűen elégetnénk mindent, ami csak a kezünk ügyébe kerül, annak érdekében, hogy instant energiát nyerjünk. Pusztítjuk a nyersanyagot amilyen gyorsan csak ki tudjuk termelni” – írta Eugene Ayres, a napenergia kutatója 1950-ben.
Az 1940-es években egy jeles építészmérnökkel, Eleanor Raymonddal megálmodták
és felépítették a Dover House-t, egy teljesegészében napfény által fűtött otthont.
„Az ék alakú doveri ház úgy nézett ki, mint bármely más hagyományos otthon, csak éppen kettévágva annak érdekében, hogy a lehető legtöbb fény érje.
A déli fekvésű fal második emeletén 18 ablak sorakozott, amely egy emelettel magasabb volt, mint az északi fekvésű fala” – írja Sherburne.
A fő problémát az energia elraktározása jelentette. Telkes Mária megtalálta a megoldást a napenergia kémiai úton való tárolására a homlokzaton elhelyezett glaubersóval megtöltött kollektorokkal. A nagy, dobozméretű napkollektorok elnyelték a napsugarakat és felmelegítették a levegőt egy kétrétegű üveg és egy fekete fémlemez közötti rekeszben, ahonnan a forró levegő a glaubersós oldattal töltött tárolókból jutott csővezetékeken át a falakba. A Természettudományi Közlöny cikkéből azt is megtudhatjuk, hogy a ház lakói Telkes Mária rokonai, a Némethy család tagjai voltak. Az üzem nem használt kiegészítő áramforrást, de egész télen át otthonos melegben tartotta az ötszobás házat és annak lakóit. „A gyerekek egyszer sem tüsszentettek.” – nyilatkozta a család.
Morgan Sherburne ekképp beszélt a projektről: „Ebben a nagyszabású kísérletben nem csupán a napenergia forradalmáról van szó, hanem egyszersmind a nők forradalmáról a mérnöki kutatásban.”
Annak idején még Amerikában is akkora szenzációt váltott ki a két nő által nyújtott teljesítmény, hogy az újságokban ilyen címekkel jelentek meg a cikkek: “Női tudós működik együtt egy női építésszel a napház tervezésén”, “Útban a holnapután háza. Sőt, egy már meg is épült… egy női tudós és egy ugyanolyan nemű építész tervei alapján”.
A ház több mint két évig működött, mielőtt a rendszert működtető kémiai reakció kimerült. A tartályokból szivárgó glaubersó és egyéb hibák miatt végül az épület fűtéstechnikáját 1953-ban átalakították, ám az eredeti Telkes-féle alapgondolat mentén további, hasonló épületek épültek a kontinensen. A passzív házakat gyakran emlegetik a mai napig is „Telkes-ház”-ként.
A konzervatív mérnökök majdhogynem gúnyosan kezelték ezt a témát – írja Telkes egy 1951-es cikkben. Azokhoz az emberekhez hasonlította őket, akik a lovakat részesítették előnyben, a korabeli autókkal szemben, és inkább a kézzelfogható, azonnali eredményekre összpontosítottak a képlékenyebb hosszútávú előnyök helyett. A napenergia „a legtisztább és legegészségesebb üzemanyag” – mondta Telkes. Miközben a terület még mindig sok kihívással szembesült. „A napenergia hasznosítására fordított összes kutatás-fejlesztési ráfordítás végtelenül csekély az egyéb természeti erőforrások fejlesztésére fordított kiadásokhoz képest. A napfényt előbb-utóbb úgyis energiaforrásként használják majd fel. Miért kéne akkor várni?”
Az 1937-es Est című napilap szerint: „Dr. Telkes Mária találmánya olyan forradalmi jelentőségű a technikában, mint annakidején az autó feltalálása volt. Mi hát ez a csodálatos felfedezés? Dr. Telkes Mária, a clevelandi biofizikai intézet vezetője, a világhírű Crile professzor első munkatársa, megtalálta annak a módját, hogyan lehet a nap hőenergiáját az iparban és mezőgazdaságban használható elektromos árammá változtatni.”
A cikkben említett gép működése a napsütéses órák számának felhasználásán alapszik, Telkes célja pedig egy olyan szerkezet létrehozása volt, mely a városoktól és infrastruktúráktól távol élő emberek számára is lehetővé teszi az áramellátást a Föld bármelyik pontján. A rendszer alapelvét (látens hő felszabadulása és felhasználása) ma a napkollektorok esetében használják. Kutatását kiterjesztette a napelemes technológia új fajtájára is, az áramot termelő fotovoltaikus cellákra. 1971-ben kollégáival felépítették a Solar One-t, az első házat, amely hőt és villamos energiát is termel a napból, ezzel elősegítve az országos napenergia fellendülést.
1934-ben a New York Times a 11 legismertebb és legsikeresebb amerikai nő egyikének választotta, ahol
többnyire filmszínészek, sportolók és közéleti szereplők sorakoztak, ő egyetlen tudósként volt jelen.
Napdesztillátor – Tengervíz sómentesítő berendezés
Dr. Telkes a második világháborúban a haditengerészet számára kifejlesztett egy szoláris sósvíz-lepárlót, ami megtorpedózott tengerészeken és szerencsétlenül járt repülőgép pilótákon kívánt segíteni.
A második világháború alatt hallotta az amerikai sztárpilóta, Eddie Richembacker történetét, ami útjára indította az egyik leghíresebb felfedezését, az ivóvízkészítő készüléket. A Fast Eddie-ként is ismert autóversenyző a második világháborúban kényszerleszállást hajtott végre a Csendes-óceánon, félúton Hawaii és Fidzsi között. A felfújható mentőcsónakon 24 napon át hánykolódott a hatalmas víztömegtől körülvéve és kishíján szomjan veszett. Telkes egy könnyű vízdesztilláló berendezést fejlesztett ki, amely átlátszó műanyag fóliát és a nap melegét használta fel.
Ahogy arról a New York Herald Tribune tudósít: Másnap felhívta a szintén Amerikában élő magyar barátnőjét, Andrássy Stella grófnőt, aki ismert írónő volt akkoriban és a férje tulajdonában lévő legnagyobb példányszámú magyar magazint, a Kincses Újságot is szerkesztette.
„Egy szép pénteki napon felvettem a telefont, és a barátnőm, Telkes Mária hangját hallottam:
– Kérlek, segíts egy fekete török törülközőt találni! – kérte tőlem.
– Természetesen – válaszoltam rögtön, bár nem voltam biztos benne, hogy hol találok majd ilyet.
– De miért feketét?
– Csak támadt egy hirtelen ötletem – válaszolta Telkes Mária – Kigondoltam egy módszert arra, hogy hogyan válasszam ki a sót a tengervízből, csak a napfény energiáját használva. De szükségem van egy fekete törölközőre a kísérlethez. Túlzottan el vagyok foglalva a laboratóriumban, hogy kimenjek keresgélni. Lennél szíves keresni nekem egyet, hogy a hétvégén tudjak dolgozni az ötletemen?
Sok időbe telt, míg végül a Bloomingdale’s-nél megtaláltam a kívánt fekete törölközőt. Vasárnap kimentünk a tengerpartra és magunkkal vittük a szerkezetet. Ez egy nagy képkeretnek tűnt, a fekete törülköző szendvicsként volt a két üvegedény között. Hűvös, tavaszi, tiszta reggel volt, egy felhő sem volt az égen. Mária felállította a képkeretet arccal a nap felé, és sós tengervizet öntött a tetejére, átáztatva a törölközőt. A nap addig melegítette törölközőt míg a benne felgyűlt tengervíz elpárolgott, az üvegen lecsapódott, és meleg, de só nélküli víz folyt az alsó csapon át. Megmértük a mennyiségét. Az eredmény egy liternél több volt naponta minden m2 felületen.”
Andrássy grófnő azonnal álmodozni kezdett: „Egy ilyen típusú sótalanítóból építhetünk akár egy hatalmasat is! Így az emberek képesek lesznek a sivatagokat gazdagon termő vidékké alakítani!” Telkes, a gyakorlatias tudós józanul reagált:
„Nehogy azt hidd, hogy az olyan könnyű! Hosszú az út addig, amíg egy egyszerű agyszüleményből valóság lesz, amit tömegesen gyárthatnak, bevezethetnek, használhatnak a világ legtávolabbi sarkában is. Különböző teszteket kell elvégezni, anyagpróbák sora és a klimatikus viszonyok tanulmányozása szükséges. Félek, hogy a Szahara még sokáig nem fog rózsakertté változni!”
Ezt követően megszerkesztette a felfújható, napenergiával működő lepárlót, ami úgy nézett ki, mint egy átlátszó „futball-labda” fekete filcpárnával a közepén. Ezt az óceán feletti bevetésen résztvevő pilóták a repülőgépen magukkal tudták vinni a túlélőfelszerelésükben. És egy nemkívánatos szerencsétlenség után a gumi mentőcsónakban használhatták. A Csendes-óceánon folyó csaták során a katonák gyakran napokig a tengeren sodródtak, és az ivóvíz hiánya komoly rizikó faktora volt a túlélésüknek. A vízpároló berendezés szabadalmát sorozatgyártás követte és az eszköz minden amerikai pilóta túlélőfelszerelésébe belekerült. Jó néhány megtorpedózott tengerész és lezuhant repülős életét mentette meg a második világháború alatt és azt követően.
A tudósnő kidolgozta az üzemek és nagy városok mennyiségi igényeit kielégítő lepárlótelep terveit is, ám mivel a megvalósítása és működtetése drágább lett volna, mint a hagyományos módszerek alkalmazása, így végül ez nem épült meg.
Napenergiával működő hússütő
Sok éven át kísérletezett olyan kályhákkal, amik napenergiát használnak fűtésükre, és elég egyszerűek és olcsók voltak ahhoz, hogy a falusiak használhassák a szegény és száraz vidékeken.
1953-ban a Ford alapítvány megbízásából tervezett egy napenergiával működő hússütőt is. A napkemence olyan optikai rendszer, amely a gyűjtőtükrök által felfogott napsugárzást kis területre összpontosítja. A találmány nagy sikerét itt is az egyszerű elven alapuló működés és a könnyű hétköznapi használat, valamint a készülék alacsony fogyasztói ára jelentette. Talán épp ezen okoknál fogva Indiában lett a legnépszerűbb, és mert ott a legtöbb a napütéses órák száma.
Ez garantálta a háziasszonyoknak, hogy az ételeik kellőképpen átsüljenek a berendezés segítségével. A napenergiával működő, hordozható sütőlap alternatív elnevezése Amerikában ma is az, hogy „Telkes-sütő”.
Nem csak a tudomány hőse volt
Élete nagy eseményeit találmányai jelentették, egész életét a munkájának szentelte. Nem alapított családot, szerelmi életéről mit sem tudunk, teljes egészében két lábbal állt a földön. Legtöbb találmányát a józan ész és az emberi igény határozta meg, nagy fordulatszámon pörgő agyát hétköznapi emberként is képes volt használni és több száz ember életét megmenteni egy vonat szerencsétlenségben.
1952-ben egy vonaton utazott Kalifornia magas hegyei közt mikor zord hóviharba keveredtek. A vonat a hegyek szorításában rekedt és a hó maga alá temette a vagonokat, közel 300 kétségbeesett utassal. A vihar nem szűnt három napon át. Egy szintén a vonaton utazó tudósnő volt az, aki csodálatos lélekjelenléttel és akarattal cselekedett: lehúzatta az összes ablakot. Bár a meggyötőrt, didergő utasok tiltakoztak, szerencsére akadtak segítő szándékú emberek, akik nem hagyták becsukni az ablakokat, így mindannyian megmenekültek a szén-monoxid mérgezéstől.
Lehet meleg, akár hideg, vagy extrém hőmérséklet
Telkes Mária tudományos felfedezése a hideg tárolása is, amely új fejezetet nyitott az épületek klimatizálásában és a légkondicionáló-iparban. Az 1970-es években egy olyan berendezést dolgozott ki, amely éjszaka eltárolta a „hűvösséget”, hogy az másnap is használható legyen az épületek hűtésére. Ezáltal csökkenthető az energiaigény a hőség idején, és visszaszorítható az elektromos áramkimaradás kockázata. Utolsó szabadalmát 1990-ben, 90 évesen nyújtotta be a hideg tárolás új anyagösszetételű módjáról.
Egyetemi oktatóként, majd később nagyvállalatok tanácsadójaként dolgozott, részt vett több állami megbízású tengerészeti és űrkutatási programban is. Telkes a továbbiakban is zseniális eredményeket ért el, 1961 és 1963 között a hőérzékeny eszközökhöz keresett megfelelő védőanyagot. Eredményeit olyan szállító és tároló tartályoknál használták fel, amelyek extrém hőnek vannak kitéve: például az űrkutatásban, vagy a tengermélybe lemerülő tengeralattjárókon hasznosították.
A világűr meghódításának lázában Telkes 1958-tól a hőelektromos generátoroknak napenergiával való működtetésén dolgozott kutatási igazgatóként a Curtis-Wright Társaság Napenergiai Laborjában.
1977-ben nyugdíjba vonult a Delaware Egyetem vezető tudósaként, tökéletesítette a napenergia tárolását, és olyan eszközöket fejlesztett, amelyek hatékonyabban továbbítják a hőenergiát. 1978-ban vonult vissza az aktív kutatástól, de tanácsadóként továbbra is dolgozott. 80 évesen még közreműködött az Amerikai Energiaügyi Minisztérium által finanszírozott kísérletben, a massachusetts-i Carlisle- házban, ami a világon elsőként megépített szolár-elektromos rendszere volt.
Végül hazahúzta szíve, 70 év után először látogatott Magyarországra. Itthon nem tudtak semmit külföldön tett kutatási eredményeiről, találmányairól, tökéletes közöny és ismeretlenség fogadta. Itthon hunyt el, Budapesten, de választott hazájában csak 8 hónappal később szereztek hírt az ünnepelt tudósnő távoztáról.
Az Amerikai Tudományos Akadémia 1977-ben életműdíjjal tüntette ki. 39 szabadalom fűződik a nevéhez 12 nemzetközi kitüntetést kapott. A napenergia hasznosításában elért kutatási eredményeinek jelentősége az 1970-es évek olajválsága óta napjainkig egyre jelentősebb.
