Veda a výskum
Lepšie ako biopalvá či elektromobily? Vedci pomocou „fotosyntézy“ vytvorili obnoviteľné a čisté palivo
Výskumníci z University of Cambridge predstavili umelý list, ktorý dokáže v jedinom kroku vyrobiť energeticky husté pohonné hmoty.
Spaľovanie fosílnych palív je jednou z vedúcich príčin prebiehajúceho globálneho otepľovania. Vedci z celého sveta momentálne hľadajú spôsoby, ako by sme sa vedeli zbaviť našej závislosti na týchto látkach. V automobilovom priemysle sa elektromobily považujú za cestu k zelenšej budúcnosti, no vedci z University Cambridge prichádzajú s novým spôsobom, ako vyrobiť čisté palivá za pomoci solárnej energie.
Vo svojej práci predstavili technológiu, ktorá pretvára oxid uhličitý a vodu na tekuté palivo, ktoré môže byť pridané priamo do motora automobilu. V jedinom kroku použijú CO2, vodu a slnečné svetlo na vytvorenie etanolu a propanolu. Palivá majú vysokú energetickú hustotu a dajú sa ľahko ukladať a transportovať.
Najväčšou výhodou je však ich čistota. Oba druhy palív sú obnoviteľné a nevytvárajú žiadne uhlíkové emisie. Na podobnom koncepte funguje aj iné alternatívne palivo, bioetanol, no na rozdiel od neho tieto palivá nepotrebujú aby sa časť poľnohospodárskej pôdy odčlenila na výrobu paliva. Produkcia jedla teda nebude týmito palivami ohrozená.
Autori vo svojej práci uvádzajú, že ich nové palivá ešte nie sú pripravené na výrobu v priemyselnej škále.
„Biopalivá sú pomerne kontroverznou technológiou. Medzi ich najväčšie nevýhody patrí miesto, ktoré zaberajú. Toto miesto by sme mohli v inom prípade využiť na produkciu potravín,“ vysvetľuje Erwin Reisner, vedúci nového výskumu.
Moderné automobily fungujú na benzíne, ktorý sa môže skladať až z 10% z etanolu. V Spojených štátoch sa na výrobu etanolu spotrebuje až 45% kukurice vypestovanej na území celého USA. Nová štúdia preto hľadala iný spôsob, ako by sme mohli vyrábať čistejšie palivá. Inšpiráciu hľadalo vo fotosyntéze, procese ktorý rastliny využívajú na pretvorenie oxidu uhličitého na kyslík za pomoci slnečného svetla. Vo svojej štúdii používali umelé listy.
Neprehliadnite
Budúcnosť automobilového priemyslu?
Do dnešného dňa dokázali výskumníci v laboratórnych podmienkach vytvoriť pomocou umelých listov len jednoduché chemikálie. Ak ale chcú túto technológiu presunúť do praxe, museli nájsť spôsob ako v jedinom kroku vytvoriť komplexnejšie chemikálie. V rámci novej štúdie sa im to podarilo, vedci vyprodukovali pomocou umelého listu etanol a propanol.
Autori štúdie vytvorili katalyzátor zložený z medi a paládia. Následne ho optimalizovali tak, aby pomocou neho umelý list dokázal vyprodukovať komplexnejšie chemikálie, v tomto prípade spomínaný etanol a propanol. V oboch prípadoch hovoríme o energeticky hustých palivách, ktoré možno jednoducho transportovať a aj ukladať.
„Vytvorenie kvapalného paliva pomocou CO2, vody a svetla považujeme za fascinujúcu chémiu. Vo väčšine prípadov dostanete oxid uhoľnatý, ak sa pokúsite oxid uhličitý konvertovať na inú chemickú látku. Nám sa ale podarilo vytvoriť praktické kvapalné palivo,“ tvrdí Motiar Rahaman spoluautor štúdie.
Momentálne ešte nie je zariadenie pripravené na prechod do praxe. Autori štúdie hľadajú spôsoby ako svoje zariadenie optimalizovať, aby lepšie absorbovalo slnečné svetlo. Optimalizácie dostane aj samotný katalyzátor, aby dokázal lepšie transformovať svetlo na palivo. Následne vedci budú hľadať spôsoby ako celé zariadenie zväčšiť, aby dokázalo vyprodukovať aj väčšie zásoby paliva.
