Čistička odpadních vod. Kredit: RMIT.

Jestli něco můžeme říct o budoucnosti se slušnou jistotou, tak že budeme potřebovat spoustu energie. A že budeme mít problém s odpadem. Tým odborníků australské RMIT University přišel s technologií, která efektivním způsobem řeší, přinejmenším z části, oba dva tyto problémy najednou. Dokáže získat plynný vodík z odpadní vody, přičemž, jak autoři technologie výslovně upozorňují, polapí veškerý uhlík z lidských exkrementů. Ten je pak k dispozici k dalšímu využití.

Pokud se tato již patentovaná technologie prosadí, tak zajistí čistou energii z prakticky neomezeného obnovitelného zdroje, jakým je lidský biologický odpad. A jako bonus povede ke vzniku emisně neutrálního sektoru čištění odpadních vod. Pokud se vodík v budoucnu stane jedním z klíčových zdrojů energie, tak by technologie, jako je právě tato týmu RMIT, mohla zabíjet několik much jednou ranou.

Kalpit Shah s novým pyrolýzovým reaktorem. Kredit: RMIT.

Zpracovaný materiál z odpadní vody se obvykle používá jako hnojivo či prostředek k vylepšení půdy v zemědělství. Zhruba 30 procent se ale skladuje anebo skončí na skládkách. Z tohoto materiálu je možné získat bioplyn, tedy hlavně metan. Ten je možné spalovat jako obnovitelný zdroj energie. Není ale právě „čistý“, pokud jde o emise.

Kalpit Shah a jeho spolupracovníci namísto toho navrhli novou metodu přeměny lidských exkrementů z odpadní vody na biouhel, čili dřevěné uhlí bohaté na uhlík. Takto vzniklý biouhel obsahuje dost částic těžkých kovů na to, aby mohl fungovat jako katalyzátor, který zařídí přeměnu bioplynu bohatého na metan – na uhlík a vodík. Proces přeměny exkrementů přitom probíhá velmi efektivně, v pokročilém vysokoteplotním pyrolýzovém reaktoru. V reaktoru vznikne plynný vodík a uhlík se stane součástí jiné formy dřevěného uhlí, která obsahuje uhlíkové nanostruktury. Tento materiál nabízí široké možnosti využití, od čištění životního prostředí, přes úpravu půd, až po ukládání energie.

Uhlíkový nanomateriál (50 00krát zvětšeno), vytvořený při zpracování odpadní vody novým postupem. Kredit: RMIT.

Podle badatelů je zásadní, že zatímco spalování bioplynu uvolňuje do atmosféry spoustu uhlíku, tak jejich nový postup s pyrolýzou naopak vede ke zpracování uhlíku a jeho smysluplnému využití, při kterém se uhlík do atmosféry obvykle nedostane. Zároveň se jim povedlo optimalizovat technologii tak, že není příliš objemná a je tím pádem mobilní.

Experimenty ukázaly, že když reaktor na zpracování exkrementů běží půl hodiny při teplotě 900 °C, tak se až zhruba 70 procent metanu ve vzniklém bioplynu úspěšně přemění na vodík a uhlík. Australská vládní agentura South East Water již zahájila pilotní test nové technologie, láskyplně přezdívané „Poop-to-hydrogen“, a hodnotí její použitelnost v procesech čištění odpadních vod.

Literatura

RMIT 15. 9. 2020.

International Journal of Hydrogen Energy online 3. 9. 2020.