Vědci dokáží uskladnit elektrickou energii do etanolu

Aktualizováno 25. října 2016 | Rubrika: Co bychom měli vědět o vodě , Prevence povodní, voda v krajině

memza-skladovani-energie-etanol

V polovině října českými médii probleskla novinka o tom, že se skupině amerických vědců z americké Národní laboratoře v Oak Ridge podařilo vyrobit etanol z oxidu uhličitého. Jak tento objev interpretovat, o tom píše ekologický server memza.cz.

Objev byl publikován již na konci září ve vědeckém časopise Chemistry Select, takže se určitě nejedná o novinářskou kachnu. Řada novinových titulků se ale předháněla v tom, o jak senzační záležitost se jedná. Dokonce se můžeme dočíst, že objev prý „zachrání planetu.“ Přestože se pravděpodobně jedná o velmi významný vědecký posun, jeho přínos spočívá v něčem jiném. Může pomoci dalšímu rozvoji obnovitelných zdrojů energie.

Adam Rondinone ze skupiny výzkumníků objev popsal na webu laboratoře slovy: „Využíváme oxid uhličitý, odpadní produkt ze spalování, a vedeme spalovací reakci naopak s velmi vysokou selektivitou na palivo.“ Dále ještě dodal: „Etanol byl překvapením – je extrémně obtížné jít přímo z oxidu uhličitého k etanolu jen s jediným katalyzátorem.“ Vědci přitom předpokládali, že v několika krocích získají metanol. Právě díky náhodnému překvapivému objevu je některými komentátory objev připodobňován k objevu penicilinu, jehož farmaceutické vlastnosti byly objeveny jen náhodou.

Vědecký tým použil katalyzátor vyrobený z uhlíku, mědi a dusíku a zavedením elektrického napětí spustil komplikovanou chemickou reakci, která v podstatě převrací spalovací proces. S pomocí katalyzátoru složeného z nanočástic, které obsahují mnoho reakčních míst, byl roztok oxidu uhličitého ve vodě přeměněn na etanol s výtěžkem 63 %. „Poněkud náhodou jsme našli materiál, který takto funguje. Snažili jsme se dospět k prvnímu kroku reakce, ale pak jsme zjistili, že ten katalyzátor celou reakci zajistí sám,“ uvedl dále Rondinone.

Nejedná se o unikátní záležitost, protože výroba některých jednoduchých organických látek z oxidu uhličitého se povedla již v minulosti. Ani samotný proces přeměny oxidu uhličitého na etanol není nový. Jedinečné jsou ale okolnosti, za kterých reakce probíhá. Tento druh elektrochemické reakce vede obvykle ke směsi několika různých produktů jen v malém množství. V tomto případě tomu je ale jinak a je získán výsledný produkt – etanol – za dostatečně vysoké koncentrace pro další využití.

Dále chemická reakce probíhá ve vodě za pokojové teploty, což z ekonomického hlediska usnadňuje její průmyslové využití. Nejzásadnější pak je skutečnost, že katalyzátor je jednoduchý a levný. Až doposud dokázala věda docílit podobné chemické reakce jen s použitím velkého množství drahých kovů, jako je platina. Nová metoda ale využívá částečky o velikosti 50 až 80 nanometrů. Uhlík, měď i dusík, ze kterých je nový katalyzátor složen, jsou přitom snadno dostupné výchozí suroviny.

Mediální hon za senzacemi ovšem zcela zastřel skutečný význam a uplatnění této technologie. Čeští čtenáři se mohli dočíst, že technologie by mohla „využít nadprodukce nejvýznamnějšího plynu přispívajícího ke skleníkovému efektu a zároveň poskytnout nový a snadno dostupný zdroj energie.“ Jiný zavádějící titulek zněl: „Vědci přišli na to, jak jedovaté emise změnit na alkohol.“

Za prvé se nejedná o „nový a snadno dostupný zdroj energie“, protože energie samotná se při tomto procesu nevyrábí. To vyplývá již ze samotné skutečnosti, že je do procesu energie přidávána v podobě elektrické energie. Lze navíc předpokládat, že proces samotný spotřebuje více energie, než kolik jí bude následně chemicky vázáno v etanolu. Na objevu je zásadní především to, že je schopen elektrickou energii efektivně a levně uskladnit v podobě etanolu. Dále oxid uhličitý není jedovatý, ale jedná se o skleníkový plyn, který je sice přebytečným zbytkovým odpadem, ale ani masové využití této technologie zřejmě nebude schopné nějak výrazně jeho atmosferické koncentrace snížit.

Potenciální přínos této technologie spočívá především v možnosti uskladnění energie. Obnovitelné zdroje energie se vyznačují velkými výkyvy během produkce. Především větrné a solární zdroje energie mají na rozdíl od jaderných a tepelných zdrojů velké výkyvy v produkci. Když fouká vítr, dochází k přebytkům energie. Například ve Skotsku nebo Německu by v minulosti díky takovým výkyvům pokryly krátkodobě veškerou spotřebu energie z obnovitelných zdrojů.

Přebytek výroby elektrické energie ovšem působí problémy v přenosové soustavě. Již dlouho se proto hledá způsob jak tuto přebytečnou energii uskladnit pro pozdější využití, když je výroba nedostatková. Právě spalováním etanolu by mohla být energie využita v obdobích, kdy je v síti energie méně. Jednalo by se o obdobu přečerpávacích elektráren, které vyrovnávají množství rozdíly produkce a spotřeby elektrické energie. Tudíž zásadním využití objevu je zpracování přebytků z větrných a solárních elektráren, jejichž další rozvoj by to mohlo podpořit.

Zdroj a foto: www.memza.cz

 

 

Související rubriky: Co bychom měli vědět o vodě, Prevence povodní, voda v krajině, Vodovody a kanalizace