Vodík z banánových slupek se může stát velkou senzací

Jednu igelitku odpadní biomasy tak můžete směnit za perfektní zelené a univerzální palivo, nabité energií, a nádavkem k tomu dostanete materiál pro výrobu elektrod nebo vlastnosti půdy vylepšujícího hnojiva.

Licence | Všechna práva vyhrazena. Další šíření je možné jen se souhlasem autora

Zdroj | Depositphotos

Horkým kandidátem na pozici takového alternativního zdroje je vodík, který by se dal získat z odpadní biomasy produkované rostlinami a zvířaty. Jedna z výhod této varianty je přitom patrná: ona biomasa už totiž stačila během své předchozí existence absorbovat oxid uhličitý (uhlík), vyvázat jej z atmosféry a zabudovat jej do své hmoty. Takže další práce s ní, její energetické zhodnocení jako suroviny pro dobývání vodíku, násobí potenciál využitelnosti. K dokonalosti má ale tenhle procesní model pořád daleko, aspoň dokud nejsme schopni zefektivnit a maximalizovat přeměnu biomasy na energii. Možnosti se v zásadě nabízí dvě.

Dvě průměrné varianty

První je zplyňování, tedy přeměna organického materiálu na hořlavý plyn. Přesněji, při teplotách okolo 1000°C se biomasa, zpracovávaná buď v tuhé anebo kapalné podobě, rozloží na frakce plynné a pevné, na syngas (vodík, oxid uhelnatý, jednoduché uhlovodíky jako například metan) a biouhel. Vodík jako potenciální zdroj energie nás během zplyňování pochopitelně zajímá nejvíc, ale i biouhel má svůj potenciál. Tady ho ale není mnoho. Druhou metodou je pyrolýza, tepelný rozklad za nepřístupu vzduchu. Vystačíme si u ní s nižšími teplotami (400-800°C), ale musíme zvýšit tlak a zajistit vlastnosti inertní atmosféry procesního prostředí. Pyrolýz je vícero typů. Jak název napoví, pyrolýzy konvenční nebo rychlé trvají déle než pyrolýzy bleskové. Právě ty jsou ale z hlediska výtěžnosti vodíku z biomasy nejproduktivnější.

Háček je v tom, že se dají provádět jen ve speciálních reaktorech, které kombinaci vysokých teplot a tlaků snesou. Což praktickou využitelnost tohoto jinak slibného přístupu snižuje. A zhruba tady do výkladu o metodách dobývání vodíku z biomasy vstupuje Hubert Girault, profesor univerzity ve švýcarském Lausanne. Spolu se svým týmem vyvinul novou metodu tzv. indukované foto-pyrolýzy.

Dva v jednom balení

Její funkční výhoda tkví v tom, že kromě solidních koncentrací onoho syngasu produkuje i biouhel. Takže trochu stírá popsané rozdíly mezi zplyňováním a pyrolýzou. Klíčovým prvkem inovace jsou tu krátké a intenzivní pulzy bílého světla, podporující foto-termální chemickou reakci. Zajišťuje je výkonná xenonová lampa. To, že její záblesky, trvající jen 14,5 milisekundy, postačí k bombardování povrchu biomasy a vytvoření reakce současné produkce syngasu a porézního biouhlu je pak oním skromným detailem, který za úspěchem celého procesu stojí. Pro případ, že byste si takový experiment chtěli vyzkoušet doma, ve svém vlastním reaktoru, se ještě hodí zmínit, že ona biomasa musí být po dobu čtyřiadvaceti hodin předsušená při teplotě 105°C, a teprve poté rozmělněna na prášek, než bude umístěna do stabilní a natlakované atmosféry. Raději to ale nezkoušejte.

Co to ale všechno dohromady znamená? Že místo dvou dosavadních velmi komplikovaných metod na dobývání vodíku z biomasy tu teď máme díky švýcarským badatelům ještě metodu třetí, neméně složitou? Ano. Ale také to znamená, že touto metodou můžeme současně získávat dva produkty, dvě suroviny pro další procesní zpracování současně. A dohromady za nižších nákladů a s vyšší výtěžností než u klasického zplyňování či pyrolýzy. Přijde vám to pořád málo?

Řešení odpadu, uhlíkové bilance i energetiky

Giraultova foto-pyrolýza je rychlejší než blesková. Z kilogramu biomasy, řekněme z igelitky banánových nebo pomerančových slupek, kukuřičných klasů nebo vláken kokosových ořechů dokáže generovat okolo 100 L vodíku a 330 gramů biouhlu. Poměr návratnosti procesu k váze vstupu se tedy blíží 33 %. Jednu igelitku odpadní biomasy tak můžete směnit za perfektní zelené a univerzální palivo, nabité energií, a nádavkem k tomu dostanete materiál pro výrobu elektrod nebo vlastnosti půdy vylepšujícího hnojiva. Energetický bilanční výkon celého procesu na kilogram sušené biomasy se pohybuje okolo 4,09 MJ.

Přečtěte si také |

Biometan jako součást řešení čisté mobility? Potenciál je prý velký

Vázání uhlíku v biomase, jako ústředního prvku boje proti klimatickým změnám, je v současnosti trendem, z něhož se stává diagnóza. Diagnóza, která moc neřeší, co s tou biomasou jednou bude dál, až se začne znovu rozkladem do atmosféry uvolňovat. A že nejrůznější kompenzační opatření s pěstováním biomasy neřeší to, že naše veškeré aktivity dál do atmosféry uhlík uvolňují. Giraultova foto-pyrolýza není Svatým grálem, ale dává biomase širší smysl. Z náplasti na nehojící se zranění dělá ucelenou terapii. Tím, že z ní dokáže vydobýt vodík, který se dá využít jako nový alternativní zdroj energie. Je to metoda, která by teoreticky mohla řešit problém s bioodpady, uhlíkovou bilanci i věčně hladovou energetikou.