Čtvrtek 18. dubna 2024
ikona hodiny16. 7. 2022 07:00

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 autor

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

Články autora Daniel Mrázek

Nejnovější články

Trendy
Timber Praha – první udržitelná dřevostavba bytových domů v Praze

Domy komorního charakteru Timber Praha obsahují 62 jednotek...

Arcus City – v blízkosti přírody, na dosah...

Expertní pohled
Fulfillment: Revoluce v logistice

Fulfillment není jen proces doručování zboží, je to...

Majitelé e‑shopu se nemusejí starat o kapacitu skladových...

Nicméně vize značky LOG4U sahá daleko za pouhé...

Společnost Geek+ přinese špičkové mobilní roboty pro přepravu...

Trendy
Perfektní klima pro elektrické vozy

Všude tam, kde jsou kladeny vysoké požadavky na výkon,...

HVH topení přeměňuje stejnosměrný elektrický proud na teplo...

Pokud máte benzinové nebo naftové auto, je pro...

Nejnovější Aktuality

Aktuality
Největší logistický kongres v ČR se blíží

Logistika a doprava patří mezi nejdůležitější pracovní úkony mezi...

Všechny zmíněné faktory představují příležitost pro spojení s loajální...

Velký kongres EASTLOG, který se bude konat 30....

Analýzy
České nábytkářství oslabuje, ale ne dramaticky

„Již několik let panují v globální ekonomice jisté propady,...

„Pokles na 51,45 mld. Kč je stále velmi...

Špatná podle Tomáše Lukeše není ani spotřeba nábytku...

Suma za import nábytku v roce 2023 dosáhla 28,18...

Za vyloženě pozitivní trend AČN považuje růst podílu...

Český nábytek podle Čudky vyniká invencí i kvalitou....

Aktuality
Ocenění Nábytek roku 2024 ovládla kancelářská soustava

Vítězná kolekce je dílem designerů Aleše Bartáka, Michaela...

Ocenění Nábytek roku uděluje Asociace českých nábytkářů (AČN)...