Téměř 90 % domácností ušetří na energiích
Pohled z praxe
24. 4. 2024 14:23
Domácnosti, kteří pořizují fotovoltaiku nebo tepelné čerpadlo, v drtivé většině případů opravdu uspoří a dočkají se výrazného snížení spotřeby. Vyplynulo to...
Jak dlouho trvá čištění kontaminované vody? Než bys reportáž natočil! Přesvědčte se sami… Zároveň se dozvíte, jak nápad na vývoj šumivých tablet vznikl, jak fungují i jaké s nimi mají výzkumníci plány do budoucna.
Na první pohled to vypadá jako živočišné uhlí, zkrátka malá černá tableta. V Českém institutu výzkumu a pokročilých technologií (CATRIN) při Univerzitě Palackého v Olomouci se na jejím vývoji podílel Jan Filip. „Základem tablety jsou nanočástice kovového železa,“ vysvětluje mi. Jsem s ním v laboratoři a vědec se právě chystá tabletu hodit do kádinky se žlutou tekutinou. Dozvídám se, že jde o vodu s rozpuštěným šestimocným chromem. Ten vzniká například při výrobě nerezové oceli a dalších slitin obsahujících chrom a rovněž při svařování a řezání těchto výrobků. Používá se ve speciálních barvách a při potahování povrchu, například při elektrolytickém pokovování. Nevýhoda je, že šestimocný chrom je zároveň velmi toxický karcinogen.
Reakce v kádince je okamžitá – jako když do vody hodíte klasickou šumivou tabletu s vitamíny. Žlutá voda rázem zčerná. To kvůli tomu, že nanočástice železa se z tablety rychle uvolňují a rozptylují se po celém objemu kádinky. „Nanočástice železa začínají okamžitě reagovat s rozpuštěným chromem. Ve směsi tablety jsou i organické kyseliny, které neustále očišťují povrch železných částic, a ty jsou díky tomu neustále vysoce reaktivní,“ doplňuje Filip s tím, že voda se vyčistí během několika málo minut.
O tom se ostatně přesvědčuji. Po chvilce čekání Jan Filip bere do rukou kovovou tyč. Ve skutečnosti jde o magnet, tedy přesněji magnetický separátor, který vědec ponoří do vody. „Teď odstraníme již zreagované nanočástice železa. Zredukovaný šestimocný chrom je nyní na povrchu těch částic v podobě nerozpustných hydroxidů trojmocného – již netoxického – chromu,“ popisuje vědec a já pozoruji, jak rychle se černá voda stala křišťálově průzračnou. Vyčistila se.
Zachrání pitnou vodu
Olomoučtí vědci tablety začali vyvíjet s úmyslem používat je ve vysoce kontaminovaných vodách, které ohrožují zdroje pitné vody, například v průmyslových oblastech. Díky rychlému účinku se ale zdá, že nejvhodnějším pomocníkem tablety budou při průmyslových haváriích. „Představte si třeba galvanovnu, kde máte velké nádoby plné toxických látek. Ty se můžou převrhnout nebo prasknout a nebezpečné chemikálie se začnou blížit ke zdrojům pitné vody. Je tedy potřeba rychle zamezit dalšímu šíření,“ uvádí příklad Filip. Zatím se k likvidaci takových havárií používají všelijaké sorbenty. Šumivé tablety by ale podle Filipa oproti dosavadním postupům měly mít několik výhod. Chemikálie nejenže zachytí, ale také zneutralizují, takže už pak nejsou tolik nebezpečné. A pak je tu i ta zmiňovaná rychlost reakce.
Nanočásticemi železa a jejich schopnostmi zbavovat životní prostředí ekologických zátěží se olomoučtí vědci zabývají dlouhodobě. V podobě prášku se už dokonce v praxi používají, a to k čištění podzemních vod. „Používají se třeba pod starými průmyslovými provozy, kde je v podzemí lokalizovaná kontaminace, kterou nelze vybagrovat. Pomocí vrtů se tam natlačí suspenze železných nanočástic,“ dozvídám se od Filipa. Nanočástice jsou v podzemí aktivní několik týdnů až měsíců. Až se znečištěnou vodou přestanou reagovat, vpraví se do vrtu nová suspenze. V závislosti na míře znečištění se tento postup několikrát opakuje.
Jan Filip právě vyčistil kontaminovanou vodu Foto: Daniel Mrázek Sanační firmy tuto metodu už využily na několika desítkách míst v Česku, ale i třeba ve Švýcarsku, Dánsku, Francii, Německu a dalších zemích. „Je to technologie, která se rozšiřuje do všech států, které se ekologickými zátěžemi chtějí zabývat,“ pochvaluje si Filip. Ve srovnání s jinými postupy jsou prý výhodnější: „Jednak je to časové hledisko. Kontaminované podzemní vody můžete čerpat na povrch, čistit je a zase vracet zpátky. Tento proces může trvat několik desítek let, čímž se prodražuje a kompletní vyčištění je v nedohlednu. Za pomoci nanočástic železa tento problém můžeme vyřešit v řádu měsíců, případně prvních jednotek let, pokud je to podzemí komplikované.“
Další výhodou nanočástic železa podle Filipa je, že se dají použít i ve stále funkčním podniku. „Představme si průmyslový areál, kde pořád ještě běží výroba. Tím pádem nemůžete vybagrovat to, co je pod výrobní halou. Ale dá se tam pomocí šikmých vrtů nainjektovat suspenze nanočástic, a to za plného provozu areálu,“ popisuje vědec.
Vznikne nový spin-off?
Nanočástice železa se dají používat pro redukci rozpouštědel, chlorovaných látek, těžkých kovů, odstraní i pesticidy, herbicidy, arzen, zmiňovaný šestimocný chrom – a pokračovat by se dalo ještě dlouho. Výzkumníci předpokládají, že na stejné spektrum látek budou nanočástice železa zabírat i v podobě šumivých tablet. Tento předpoklad musí potvrdit další výzkum, ten už se ale neobejde bez investorů. S některými zájemci už olomoučtí vědci jednají.
Pomoct jim může i prvenství v národní soutěži Transfera Technology Day, která hodnotí připravenost vědeckých projektů na uvedení do komerční praxe. Šumivé tablety s nanočásticemi železa obstály v konkurenci dvanácti dalších projektů z tuzemských univerzit a výzkumných institucí. „Ocenění bylo velkým překvapením. Určitě je důležité, že jsme se takto zviditelnili před možnými investory,“ je spokojený Filip. Technologii už teď chrání evropský patent, který výzkumníci obdrželi letos v dubnu.
Dalším krokem by měl být vznik spin-off společnosti, v rámci které se budou šumivé tablety na čištění kontaminovaných vod dále vyvíjet a vylepšovat. Vše ale záleží na tom, jak moc budou jednání s případnými investory úspěšná.
Vrtá vám hlavou, proč už běžně používaná suspenze nanočástic železa čistí vodu měsíce, ale šumivé tablety to zvládnou za několik minut? Poslechněte si naši audioreportáž!
