Tiskové zprávy
Akademie věd ČR: Žhavé plazma by mohlo sloužit jako „uklízeč“ nebezpečného odpadu
2. listopadu 2020 | Akademie věd ČR
Golem. Tak vědci interně přezdívají zařízení, které dokáže pomocí plazmové technologie vykouzlit třeba z haldy nebezpečných nemocničních odpadků využitelný plyn. Smetí se v něm totiž vystavuje extrémně vysokým teplotám. I takovým, které panují na povrchu Slunce. O vysokoteplotním plazmatu jsme psali v časopise A / Věda a výzkum, který vydává Akademie věd ČR, a věnovat se mu bude i jedna z online přednášek Týdne vědy a techniky.
Vypadá jako přerostlá termoska s hodně tlustými stěnami. Pokusný plazmochemický reaktor v laboratoři Ústavu fyziky plazmatu AV ČR přitom dokáže během hodiny nechat zmizet až sto kilo odpadků. Tedy ne tak docela…
„Naložíme do něj pevný nebo kapalný materiál a pomocí plazmatického hořáku ho zahřejeme natolik, že se rozloží na jednotlivé atomy. Ty se následně v chladnější části sloučí v plyn, který obsahuje hlavně vodík a oxid uhelnatý,“ popisuje Michal Jeremiáš, vedoucí oddělení plazmochemických technologií Ústavu fyziky plazmatu AV ČR.
Vzniklý vodík lze využít třeba v rafinérském průmyslu nebo pro výrobu hnojiv. V očištěné formě pak může posloužit jako pohon vodíkových automobilů.
„Jen pro představu: z jednoho velkoobjemového kontejneru komunálního odpadu je touto metodou možné získat až sto třicet kilo vodíku. A tolik paliva vystačí průměrnému řidiči vodíkového auta téměř na celý rok,“ vypočítává Tomáš Mates z Fyzikálního ústavu AV ČR, který se s Michalem Jeremiášem podílí na optimalizaci metody plazmatického zplyňování pro komerční uplatnění v rámci projektu NCK MATCA financovaném Technologickou agenturou ČR.
Vedle energeticky využitelného plynu „vyplivne“ zařízení, jež se oficiálně jmenuje PlasGas, už jen malé množství černých lesklých kamenů. „Jde o chemicky nereaktivní strusku, kterou je možné nadrtit do silnice nebo použít jako stavební materiál,“ doplňuje Tomáš Mates.
Co dokáže extrémní horko
Teplota uvnitř reaktoru se v průměru pohybuje kolem 1200 °C. Plazmatický hořák je však schopen bez problémů vygenerovat násobně vyšší teplo a dosáhnout více než 5000 °C, které panují na slunečním povrchu.
Právě díky tomu si zplyňovací zařízení poradí i s toxickým odpadem z nemocnic. Rozloží ho totiž na prvotní molekuly. Stříkačky, kontaminované jehly nebo zbytky chemikálií by tak díky němu nemusely končit na skládkách, ale proměnit se v nitru přístroje v užitečné plyny. Vysoká teplota v reaktoru by podle Tomáše Matese měla umožnit také bezpečnou likvidaci odpadních látek z chemických závodů a mohla by pomoci desetinásobně zredukovat odpad z jaderných elektráren.
Kromě nebezpečného smetí PlasGas cílí hlavně na plast, který už není možné dále recyklovat. Materiál totiž obsahuje velké množství vodíku. A ten je ve světě stále cennější komoditou.
„Proces zplyňování se neobejde bez spotřeby elektrické energie. Naše zařízení je tedy poměrně provozně nákladné. Aby byla technologie rentabilní, je nutné mít na vstupu co nejlevnější materiál, který nejde zpracovat jinde, a na výstupu co nejdražší produkt, jako je právě vodík nebo pevný uhlík,“ poukazuje Michal Jeremiáš. Obyčejné komunální smetí by tak přístroj spíše přenechal síti tuzemských spaloven a zaměřil by se na vybrané typy odpadu, které se v nich běžně nezpracovávají.
Z laboratoře do byznysu
Plazmové zplyňování odpadů není v zahraničí žádnou novinkou. Komerčně tuto technologii využívají například v Japonsku, ve Francii se pak tímto způsobem zbavují odpadního azbestu.
České experimentální zařízení však využívá světově unikátní zdroj plazmatu, za nímž stojí dlouhá léta výzkumu. Jde o hořák, který je schopen pracovat při výkonu nesrovnatelném s žádným konkurenčním přístrojem. Dokáže to díky tomu, že se plazmatický výboj udržuje v kombinovaném proudu plynu a vodní páry.
A kdy PlasGas opustí laboratoř a začne naše smetí proměňovat v plyn ve velkém? „Samotná technologie je prakticky připravená. Už proto jednáme s firmami, které ji chtějí uvést do praxe,“ říká Michal Jeremiáš.
Pokud budou úspěšné, mohla by se tato ekologicky šetrná alternativa ke skládkování a spalování rozšířit poměrně rychle. Plazmová zplyňovací zařízení totiž nemusejí být příliš rozměrná, a dají se tak postavit ve velmi krátkém čase. Vždyť jen Golem o metrovém průměru a výšce metr a půl by v případě kontinuálního provozu s přehledem vystačil menší obci. Jeho větší následovníci by zvládli zpracovat i několik tun odpadu za hodinu. A to se bude s blížícím se zákazem skládkování, který tuzemská vláda stanovila na rok 2030, rozhodně hodit!
Celý článek i další zajímavosti si můžete přečíst v časopise A / Věda a výzkum.
3/2020 (verze k listování) - http://pdf.avcr.cz/A/2020-03/#page=1
3/2020 (verze ke stažení) - https://www.avcr.cz/opencms/export/sites/avcr.cz/.content/galerie-souboru/Acko/2020/A-3_2020-web.pdf
Vypadá jako přerostlá termoska s hodně tlustými stěnami. Pokusný plazmochemický reaktor v laboratoři Ústavu fyziky plazmatu AV ČR přitom dokáže během hodiny nechat zmizet až sto kilo odpadků. Tedy ne tak docela…
„Naložíme do něj pevný nebo kapalný materiál a pomocí plazmatického hořáku ho zahřejeme natolik, že se rozloží na jednotlivé atomy. Ty se následně v chladnější části sloučí v plyn, který obsahuje hlavně vodík a oxid uhelnatý,“ popisuje Michal Jeremiáš, vedoucí oddělení plazmochemických technologií Ústavu fyziky plazmatu AV ČR.
Vzniklý vodík lze využít třeba v rafinérském průmyslu nebo pro výrobu hnojiv. V očištěné formě pak může posloužit jako pohon vodíkových automobilů.
„Jen pro představu: z jednoho velkoobjemového kontejneru komunálního odpadu je touto metodou možné získat až sto třicet kilo vodíku. A tolik paliva vystačí průměrnému řidiči vodíkového auta téměř na celý rok,“ vypočítává Tomáš Mates z Fyzikálního ústavu AV ČR, který se s Michalem Jeremiášem podílí na optimalizaci metody plazmatického zplyňování pro komerční uplatnění v rámci projektu NCK MATCA financovaném Technologickou agenturou ČR.
Vedle energeticky využitelného plynu „vyplivne“ zařízení, jež se oficiálně jmenuje PlasGas, už jen malé množství černých lesklých kamenů. „Jde o chemicky nereaktivní strusku, kterou je možné nadrtit do silnice nebo použít jako stavební materiál,“ doplňuje Tomáš Mates.
Co dokáže extrémní horko
Teplota uvnitř reaktoru se v průměru pohybuje kolem 1200 °C. Plazmatický hořák je však schopen bez problémů vygenerovat násobně vyšší teplo a dosáhnout více než 5000 °C, které panují na slunečním povrchu.
Právě díky tomu si zplyňovací zařízení poradí i s toxickým odpadem z nemocnic. Rozloží ho totiž na prvotní molekuly. Stříkačky, kontaminované jehly nebo zbytky chemikálií by tak díky němu nemusely končit na skládkách, ale proměnit se v nitru přístroje v užitečné plyny. Vysoká teplota v reaktoru by podle Tomáše Matese měla umožnit také bezpečnou likvidaci odpadních látek z chemických závodů a mohla by pomoci desetinásobně zredukovat odpad z jaderných elektráren.
Kromě nebezpečného smetí PlasGas cílí hlavně na plast, který už není možné dále recyklovat. Materiál totiž obsahuje velké množství vodíku. A ten je ve světě stále cennější komoditou.
„Proces zplyňování se neobejde bez spotřeby elektrické energie. Naše zařízení je tedy poměrně provozně nákladné. Aby byla technologie rentabilní, je nutné mít na vstupu co nejlevnější materiál, který nejde zpracovat jinde, a na výstupu co nejdražší produkt, jako je právě vodík nebo pevný uhlík,“ poukazuje Michal Jeremiáš. Obyčejné komunální smetí by tak přístroj spíše přenechal síti tuzemských spaloven a zaměřil by se na vybrané typy odpadu, které se v nich běžně nezpracovávají.
Z laboratoře do byznysu
Plazmové zplyňování odpadů není v zahraničí žádnou novinkou. Komerčně tuto technologii využívají například v Japonsku, ve Francii se pak tímto způsobem zbavují odpadního azbestu.
České experimentální zařízení však využívá světově unikátní zdroj plazmatu, za nímž stojí dlouhá léta výzkumu. Jde o hořák, který je schopen pracovat při výkonu nesrovnatelném s žádným konkurenčním přístrojem. Dokáže to díky tomu, že se plazmatický výboj udržuje v kombinovaném proudu plynu a vodní páry.
A kdy PlasGas opustí laboratoř a začne naše smetí proměňovat v plyn ve velkém? „Samotná technologie je prakticky připravená. Už proto jednáme s firmami, které ji chtějí uvést do praxe,“ říká Michal Jeremiáš.
Pokud budou úspěšné, mohla by se tato ekologicky šetrná alternativa ke skládkování a spalování rozšířit poměrně rychle. Plazmová zplyňovací zařízení totiž nemusejí být příliš rozměrná, a dají se tak postavit ve velmi krátkém čase. Vždyť jen Golem o metrovém průměru a výšce metr a půl by v případě kontinuálního provozu s přehledem vystačil menší obci. Jeho větší následovníci by zvládli zpracovat i několik tun odpadu za hodinu. A to se bude s blížícím se zákazem skládkování, který tuzemská vláda stanovila na rok 2030, rozhodně hodit!
Celý článek i další zajímavosti si můžete přečíst v časopise A / Věda a výzkum.
3/2020 (verze k listování) - http://pdf.avcr.cz/A/2020-03/#page=1
3/2020 (verze ke stažení) - https://www.avcr.cz/opencms/export/sites/avcr.cz/.content/galerie-souboru/Acko/2020/A-3_2020-web.pdf
Online diskuse
Redakce Ekolistu vítá čtenářské názory, komentáře a postřehy. Tím, že zde publikujete svůj příspěvek, se ale zároveň zavazujete dodržovat pravidla diskuse. V případě porušení si redakce vyhrazuje právo smazat diskusní příspěvěk
