Ian Chen vpravo. Kredit: Deakin University.

Energetika je v podstatě v permanentní krizi. Chce to nové nápady, nové technologie. Slibný je například vodík, ale ve větším uplatnění mu brání problémy se skladováním a transportem. Vodík má v hledáčku i Austrálie, kterou teď sužují těžkosti s plynem. Zajímavé řešení nabízí výzkum odborníků australské Deakin University, který vymyslel novou technologii pro separaci, uskladňování a také transport plynů.

Tradiční metody rafinace ropy jsou založené na procesu kryogenní destilace. Slouží k rozdělení ropy na různé plyny, které jsou pak používané spotřebiteli. Tento proces je ale nesmírně energeticky náročný a představuje zhruba 15 procent celosvětové spotřeby energie. Ying (Ian) Chen a jeho kolegové šli úplně jinou cestou a použili mechanochemii, která zahrnuje chemické reakce spouštěné působením mechanických sil.

Mechanickochemické zpracování plynů. Kredit: Deakin University.

V tomto případě zajišťuje mechanické působení kulový mlýn. Jde o zařízení, v němž se otáčí válec s ocelovými kuličkami. Badatelé do kulového mlýnu umístili prášek z nitridu bóru, tvořený nanoplátky, a vpustili směs plynů. Při rychlejší a rychlejším otáčení mlýnu se kuličky srážejí s práškem a se stěnami válce. To spustí mechanochemickou reakci, která vede k absorpci plynů do prášku z nitridu bóru. Různé plyny se absorbují různou rychlostí a kvůli tomu dojde k jejich oddělení.

Logo. Kredit: Deakin University.

Podle všeho jde o zásadní průlom, který by mohl změnit technologie zpracování plynů. Je to tak významná záležitost, že badatelé raději vše asi tak třicetkrát zopakovali, než s tím šli ven. Pokaždé to dopadlo stejně a pro tým Deakin University to bylo jako Archimédova „heuréka!“. Klíčové je, že nový proces spotřebuje mnohem méně energie než původní postupy. Je tedy šetrnější vůči prostředí a hlavně levnější.

Zpracování 1000 litrů plynů tímto způsobem vyžaduje 76.8 KJ/s. To představuje minimálně o 90 procent méně energie, než kolik spolykají současné postupy zpracování plynů v ropném průmyslu. Plyn absorbovaný do zmíněného prášku je možné velmi bezpečně skladovat i transportovat. Pokud je nutné plyn používat, stačí zahřát prášek s plynem ve vakuu, což vede k uvolnění absorbovaného plynu v původní podobě.

Mechanochemická technologie je vyvrcholením 30 let výzkumu materiálů. Badatele teď čeká spolupráce s odborníky z průmyslu, doladění technologie pro průmyslové provozy a vývoj praktických aplikací. Především bude nutné ověřit, zda výhody mechanochemického postupu, které byly ověřeny v laboratoři, trvají i při zpracování plynů ve velkém měřítku.

Video: The Institute for Frontier Materials (IFM) - Deakin University

Literatura

Deakin University 14. 7. 2022.

Materials Today online 9. 7. 2022.