×

MICE – speciální příloha časopisu KOMORA

Středa 7. prosince 2022
Přihlásit se / Zaregistrovat se

Nepotřebný zemní plyn? Nepalme ho, vyrobme z něj cennou surovinu

Zemní plyn může být i zadarmo. V dnešní době energetické krize takové tvrzení zní jako nesmysl, ale je pravdivé. Problém je, že z takového plynu nemáme žádný užitek. Vzniká totiž jako odpad při těžbě ropy. Na to, aby se sbíral a dále využíval, je ho v místě těžby málo, a tak se jeho zpracování nevyplatí. Protože zemní plyn tvořený metanem má drastický skleníkový efekt, ihned se spálí. Takto vznikne oxid uhličitý, který je sice ikonickým skleníkovým plynem, ale výrazně mírnějším než metan. Čeští fyzikální chemici mají ale lepší nápad. Nepotřebný metan chtějí přeměnit na velmi užitečný metanol.

Daniel Mrázek ikona hodiny16. 7. 2022 07:00
Foto: Shutterstock.com Při těžbě ropy se pálí nepotřebný metan. Díky českým vědcům to už možná nebude nutné. Foto: Shutterstock.com

Prvním krokem přeměny metanu na metanol je výroba zeolitu. Co to je a jak se vyrábí, prozradí naše zvuková reportáž.

„Při těžbě ropy se celkově vzato pálí ohromné množství metanu. Pokud budeme mít dostatečně kompaktní systém, můžeme využívat metan, který je zadarmo, čímž bychom zároveň předcházeli emisím oxidu uhličitého do atmosféry,“ vyhlíží budoucnost Jiří Dědeček z Ústavu fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského Akademie věd ČR (ÚFCHJH). Metodě, na jejímž vývoji pracuje, věří natolik, že se vedení ústavu rozhodlo za tímto účelem vytvořit spin-offovou společnost. Ta už dokonce má i soukromého investora.

Metanol je látka hojně využívaná v chemickém průmyslu. Hodí se jako rozpouštědlo nebo jako přísada do nemrznoucích směsí a paliv. Škála využití je ale mnohem širší. „Metanol je velmi reaktivní molekula, což chemici mají velice rádi,“ říká s úsměvem Dědeček. Tím se metanol liší od metanu, který naopak reaguje velmi málo, a tak jsou možnosti jeho využití značně omezené.

Voda z dolů v sobě ukrývá poklad

Dosud se metanol vyrábí dost složitě. „Vezmete metan a za vysoké teploty a vysokého tlaku ho necháte reagovat s vodní párou. Takto vyrobíte oxid uhelnatý a vodík. A znovu za vysokého tlaku a vysoké teploty a za použití měďnatého katalyzátoru z těchto dvou plynů usyntetizujete metanol,“ popisuje Dědeček a zdůrazňuje energetickou náročnost tohoto postupu. Proto se už několik desítek let chemici snaží přijít na to, jak metan (CH4) přímo obohatit o kyslík (neboli ho nechat zoxidovat), čímž by vznikl metanol (CH3OH).

Principiálně to dokážou už dlouho, jenže to vyžaduje asi 300krát vyšší náklady než ten současný způsob. Za těchto podmínek by oxidace metanu nikdy nemohla vejít do komerční praxe. Metoda, kterou vyvíjí Jiří Dědeček, je ale mnohem slibnější. Stále se sice nevyplatí, ale oproti dosavadní výrobě metanolu je dražší „jen“ pětkrát. Vědec věří, že se mu podaří najít způsob, jak výrobu ještě více zlevnit.

Foto: Daniel Mrázek Metan projde přes bílý prášek, zeolit. Metanol vznikne katalytickou reakcí. Foto: Daniel Mrázek

Základem je zeolit

Oxidace metanu na metanol probíhá v zeolitu. Jde o krystalickou látku vyrobenou z křemíku, hliníku a dalších příměsí. Právě tento zeolit je srdcem celého systému. Vědci zkoumají, jak ho připravit tak, aby měl optimální vlastnosti. „Tento hlinitokřemičitan s krystalickou strukturou a mikropóry je úžasný materiál v oblasti katalýzy. Jeho velký povrch, chemická i mechanická odolnost a přístupnost pro menší molekuly z něj dělají ideální materiál jako nosič katalytických center,“ pochvaluje si Dědeček.

Vyrobený zeolit výzkumníci umístí do reaktoru, ve kterém ho nechají zreagovat s kyslíkem. Následně do reaktoru pustí metan, který se při průchodu přes zeolit přemění na metanol. „Dokážeme zaktivovat kyslík tím, že ho přetrhneme na dva vysoce aktivní atomy navázané na železo,“ upřesňuje Dědeček s tím, že právě tento velmi reaktivní kyslík dokáže s jinak málo reaktivním metanem reagovat.

Jak vyrobit vodík (téměř) bez energie?

Využitelné i v malém množství

V současné době se metanol vyrábí pouze ve velkých průmyslových provozech. V malém množství se výroba metanolu nevyplatí. Do těchto továren se musí metan dopravit a ještě předtím se musí pro účely výroby metanolu vytěžit. Metoda vědců z ÚFCHJH ale bude vhodná i pro menší množství metanu – třeba právě v místě těžby ropy. Výhoda metanolu oproti metanu je i ta, že se lépe transportuje.

Jiří Dědeček se teď se svým výzkumným týmem snaží vyvinout takový zeolit, který umožní katalýzu metanu za co nejnižších nákladů – ideálně takových, které budou nižší než současná složitá a energeticky náročná výroba. „Kdybychom vyvinuli jednotku, která je schopná z velmi neužitečného a velmi obtěžujícího metanu nedělat méně problematický oxid uhličitý, ale dokonce dělat produkt, který je velmi žádaný, tak by to bylo úžasné terno,“ uzavírá s nadějí v hlase.

Chemické podrobnosti se dozvíte v naší zvukové reportáži. Klikněte na lištu v horní části článku.

 

Restaurátoři už nemusí ničit památky

Nejnovější články

Aktuality
Jednejte s cizinci bez problémů. Ve svém jazyce

TAP2U je aplikace, která spojuje ty, kteří jsou...

Nápad vzešel z potřeby dorozumět se v rámci...

Expertní pohled
Jak dosáhnout stability cen energií v Česku?

Začátkem třetí dekády tohoto století bude Česká republika...

Komunitní sítě umožňují subjektům nakupovat nebo dodávat elektřinu...

Na trhu je mnoho menších i větších firem,...

Současný vývoj velkoobchodních cen elektřiny a jejich strmý...

Česko má největší poměr výroby elektřiny z uhlí...

Energetická koncepce založená na decentralizaci, zvýšené flexibilitě, inteligenci...

Analýzy ze Spořky
Kam se ztratila schopnost stavět rychle a efektivně?

Empire State Building byl nakonec dokončen před stanovaným...

Na druhé straně, aktéři, kteří se staví proti...

A kdeže jsme tedy ztratili tu rychlost a...

Nejnovější Aktuality

Aktuality
Jednejte s cizinci bez problémů. Ve svém jazyce

TAP2U je aplikace, která spojuje ty, kteří jsou...

Nápad vzešel z potřeby dorozumět se v rámci...

Věda a výzkum
Akademici s firmami budou řešit transformaci energetiky

„Hlavním cílem projektu je vytvoření komplexní strategie, která...

„Vodík je strategická surovina nejen pro oblast energetiky,...

Aktuality
Zapomeňte konečně na papírové normy!

Nový e-shop Agentury ČAS totiž umožňuje – vůbec...

Koupit si potřebnou technickou normu by skutečně mělo...

E-shop je dalším krokem České agentury pro standardizaci...