Věčný zdroj čistého vodíku: odpadní voda s exkrementy  
Australský tým vyvinul nový postup s vysokoteplotním pyrolýzovým reaktorem, který zařídí výrobu vodíku a uhlíkových nanomateriálů z lidských exkrementů a dalšího materiálu v odpadní vodě. Nová technologie je efektivní a slušně mobilní, takže by mohla nalézt řadu praktických uplatnění.
Čistička odpadních vod. Kredit: RMIT.
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.
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.
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.

Datum: 16.09.2020
Tisk článku

Dva hrby ťavy - Mojžiš Martin
 
 
cena původní: 199 Kč
cena: 191 Kč
Dva hrby ťavy
Mojžiš Martin
Související články:

Nový důmyslný nanomateriál dovede získat vodík z mořské vody     Autor: Stanislav Mihulka (13.10.2017)
Průlomová technologie těží vodík z ropných polí a ropných písků     Autor: Stanislav Mihulka (24.08.2019)
Stane se hydrid hlinitý klíčem k pokladu vodíkové energetiky?     Autor: Stanislav Mihulka (11.09.2019)
Hacknutá sinice vyrábí fotosyntézou spoustu vodíku     Autor: Stanislav Mihulka (12.05.2020)



Diskuze:

Energie

Vít Výmola,2020-09-16 15:59:58

No a energeticky to má vycházet jak? Ten reaktor určitě neběží na volnou energii, že ano. Vyrobí víc energetického vodíku, než kolik při tom sám energie spotřebuje? Protože jinak je to zase jenom další technologie, která má smysl pouze a jenom tehdy, když poběží na energetické přebytky (např. z větrných elektráren). Ale možná je to účinnější než třeba elektrolýza?

Odpovědět


Re: Energie

Zdenek Vachler,2020-09-17 08:14:48

Nejsem odborník, takže jsem také doufal, že se k tomu někdo vyjádří a spočítá to, když už to v článku není :-)

Odpovědět


Re: Energie

Jan Novák9,2020-09-18 19:45:21

Energeticky je to jedno hromadíte ztrátu na ztrátu, postup je:
1. vyrobí se normálně rozkladem bakteriemi bioplyn, tak jak se to už dávno dělá - ten můžete rovnou spálit nebo použít pro pohon auta.

2. Nově se ten plyn který tvoří metan a dobře se skladuje rozloží na vodík a uhlík. Vodík se skladuje velice špatně za vysokých nákladů a vyloučením uhlíku se ztratí podstatná část energie obsažené původně v metanu. 30% bioplynu se asi spálí aby se vytopila komora pro rozklad zbylých 70% - na to patrně běží ten reaktor. Nebo běží na elektřinu a předpokládají 70% metanu v bioplynu. Jestli na výstupu dostanete stlačený vodík s 20% energie původního metanu tak to by byl docela úspěch. Stlačení a ještě víc zkapalnění vodíku spolkne podstatnou část energie samo o sobě.

Nové je na tom jenom to že používají vypálený čistírenský kal jako katalyzátor. Jejich předpoklad že odpadu je neomezené množství je k smíchu.

Odpovědět


Re: Energie

Pavel Aron,2020-09-19 15:07:57

Našel jsem si jaká je energetická bilance :
Vlastní rozklad metanu na uhlík je sice endotermní se spotřebou 75 kJ/kmol. Ale spalování vodíku už má pozitivní bilanci 242 kJ/kmol, takže celkově je to docela slušné.

Odpovědět


Re: Re: Energie

Jan Novák9,2020-09-19 19:27:26

" At about 891 kJ/mol, methane's heat of combustion is lower than that of any other hydrocarbon. However, it produces more heat per mass (55.7 kJ/g) than any other organic molecule due to its relatively large content of hydrogen, which accounts for 55% of the heat of combustion"

Co je slušné? Že za cenu investice 75kj/mol do rozkladu dostanete 242kj/mol místo 891kj/mol?
poznámka: více je lépe :-)))

Odpovědět


Re: Re: Re: Energie

Matěj Mareš,2020-09-25 12:44:14

To je všechno pravda, ale účelem je z metanu dostat dále využitelný "bezemisní" vodík.

Odpovědět

populizmus až na prvním místě

Milan Vnouček,2020-09-16 12:57:07

Tak já tedy nevím, ale na konci mně chybí ten odstavec o celosvětovém míru, světlých zítřkách atd...
Zpracování biometanu na vodík a uhlík ještě dokážu pochopit, ale vůbec nechápu proč??
Ten uhlík bude nasycen těžkými kovy (z důvodu katalýzy) a je vpodstatě nutné ho separovat. Co takhle ho zakopat pod zem třeba někde na Ostravsku :-D. Celé to bude stát energii a zdroje, které by se dali využít jinak.
Pokud si přečtete původní zdroj je to míněno jako likvidace "uhlíkatého" materiálu a zde prosím je důraz na PLASTY, ne na to "co z vás padá na druhé straně". Pak ten článek bude mít úplně jiný smysl.

Odpovědět


Re: populizmus až na prvním místě

Honza Šimek,2020-09-16 13:53:40

Nakolik to dává smysl ekonomicky či ekologicky asi neposoudím, ale v případě zpracování odpadních vod mají ony těžké kovy pocházet přímo z kalu. Budou tam tak jako tak, bez ohledu na zpracování, tudíž už teď končí v půdě jako součást hnojiv nebo skládek.

Odpovědět



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace