Experimentální solární reaktor z Cambridgeské univerzity dokáže přímo ze vzduchu zachytávat oxid uhličitý a přeměňovat ho na užitečný syntetický plyn. Inovativní systém inspirovaný fotosyntézou funguje bez jakýchkoli kabelů a baterií. Zařízení ke svému provozu potřebuje pouze sluneční energii, což mu umožňuje pracovat s minimální ekologickou stopou.
Reaktor pracuje ve dvou fázích. V noci využívá speciální filtry k zachycení CO2 ze vzduchu podobně, jako když houba nasává vodu. Během dne pak sluneční záření zahřívá zachycený oxid uhličitý. Infračervené záření podporuje uvolnění plynu, zatímco polovodičový prášek absorbuje ultrafialové záření a spouští chemickou reakci. Zrcadlo na reaktoru koncentruje sluneční světlo pro vyšší účinnost celého procesu.
Stačí jen paprsky slunce
Na rozdíl od běžných technologií zachytávání uhlíku reaktor nevyžaduje energii z fosilních paliv ani transport a skladování CO₂. Profesor Erwin Reisner, který výzkum vedl, zdůrazňuje, že stávající technologie CCS (Carbon Capture and Storage) pouze poskytuje záminku k dalšímu spalování fosilních paliv. Navíc je to neuzavřený proces, protože uložený uhlík není dále využitelný.
V tomto případě je výsledným produktem syntetický plyn (syngas), který je klíčovou surovinou pro výrobu mnoha chemikálií a farmaceutických produktů. Syngas však sám o sobě není hotové palivo, ale klíčový meziprodukt. Vědci nyní pracují na jeho přeměně na kapalná paliva, která by mohla pohánět auta či letadla bez přidávání dalšího oxidu uhličitého do atmosféry.
Princip fungování reaktoru
Další rozvoj technologie by mohl vyřešit dva zásadní problémy najednou: odstraňování CO₂ z atmosféry a vytváření čisté alternativy k fosilním palivům. První autor studie Sayan Kar zdůrazňuje, že oxid uhličitý je sice obecně vnímán jako škodlivý odpad, ale zároveň představuje obrovskou příležitost.
Reaktor využívá hybridní materiál složený z oxidu titaničitého a molekulárního katalyzátoru na bázi kobaltu (CotpyP), který je nanesen na porézní nosič s velkým povrchem. Adsorpční materiál pro zachytávání CO₂ je na bázi křemičitanu a polyaminu.
Chystá se větší reaktor
Tento systém dokáže efektivně přeměňovat CO2 na syngas v poměru CO:H₂ 5:4, což je ideální pro následné použití, nicméně podle zdrojů se tento poměr mění podle použitého nosiče. Reaktor nepracuje s vysokými teplotami ani tlaky, což je důležitá výhoda oproti jiným technologiím přeměny oxidu uhličitého.
Současný prototyp solárního reaktoru
Vědci již pracují na větší verzi reaktoru a na jaře plánují zahájení testů. Technologie by mohla být využívána decentralizovaně, což znamená, že by si jednotlivci mohli teoreticky vyrábět vlastní palivo, což by bylo užitečné zejména v odlehlých lokalitách bez přístupu k elektrické síti.
Význam této technologie nespočívá jen v přeměně nebezpečného skleníkového plynu, ale i ve vytváření cirkulární ekonomiky. Namísto tradičního ukládání CO₂ pod zemí se oxid uhličitý stává surovinou pro výrobu paliv a chemikálií. Tento přístup může přispět k výraznému snížení emisí a zároveň otevřít nové trhy a možnosti průmyslového využití zachyceného plynu.
Výsledky vědeckého bádání na toto téma byly publikovány 13. února v odborném časopise Nature Energy. Jde o prestižní vědecký časopis, který se zaměřuje na studie v oblasti energetiky a udržitelných technologií. Jeho přísné recenzní řízení zaručuje, že všechny publikované práce jsou pečlivě ověřovány odborníky, což zajišťuje jejich vysokou vědeckou kvalitu a důvěryhodnost.
Zdroje: Nature Energy, Gizmodo, University of Cambridge, EurekAlert!