Věda

Biomateriál přemění odpadní glycerol na užitečný produkt

Biomateriál přemění odpadní glycerol na užitečný produkt

Biomateriál na bázi grafenu je základem průlomové technologie, která umožní proměnit odpad z výroby bionafty – glycerol – na užitečný produkt a zvýšit tak účinnost stávajících biopaliv. Netoxický a plně recyklovatelný materiál navíc dokáže nahradit kyseliny, jež se doposud pro přeměnu glycerolu využívají.

Spotřeba biopaliv celosvětově dramaticky roste a i v příštích letech budou hrát významnou roli. Je proto potřeba proces jejich výroby optimalizovat. Bionafta je ekologické palivo rostlinného původu, jehož přídavek do nafty výrazně snižuje emise toxických plynů v ovzduší.

Při výrobě bionafty z rostlinných olejů ovšem vzniká jako odpadní produkt glycerol, známý také jako glycerin používaný například v nemrznoucích směsích do automobilů.

Nový ekologický materiál dokáže s doposud nejvyšší účinností urychlit přeměnu glycerolu na sloučeninu s vysokou přidanou hodnotou. Foto: CATRIN

„Naším cílem bylo nalézt cestu pro přeměnu glycerolu na chemickou formu, kterou bude možné znovu využít v oblasti biopaliv. Vyvinuli jsme uhlíkový materiál na bázi grafenu chemicky upravený pomocí přírodní aminokyseliny,“ objasnil profesor Radek Zbořil, Ph.D., vědecký ředitel CATRIN – RCPTM (Regionální centrum pokročilých technologií a materiálů).

Spotřeba biopaliv celosvětově dramaticky roste. Foto: Shutterstock

Mezinárodní spolupráce

Nový ekologický materiál dokáže s doposud nejvyšší účinností urychlit přeměnu glycerolu na sloučeninu s vysokou přidanou hodnotou. „Vzniklý alkohol, takzvaný solketal, po přidání do paliva značně vylepšuje jeho kvalitu a oktanové číslo, snižuje nežádoucí tvorbu mikročástic, ale i emise oxidu uhelnatého a jiných organických toxických látek.

Navíc zvyšuje viskozitu a stabilitu biopaliva, což je významné pro dlouhodobé skladování bionafty,“ uvedl první autor publikace Aby Cheruvathoor Poulose. Za objevem, který zveřejnil časopis Nature Communications, totiž nestojí jen čeští vědci z Českého institutu výzkumu a pokročilých technologií (CATRIN) Univerzity Palackého v Olomouci a výzkumných center CEET a IT4Innovations Vysoké školy báňské – Technické univerzity Ostrava, ale i jejich indičtí kolegové.

Za objevem stojí i čeští vědci z Českého institutu výzkumu a pokročilých technologií (CATRIN) Univerzity Palackého v Olomouci. Foto: Archiv Žurnálu UP/Jan Pokorný

Nobelovský grafen

Vývoji nových nanomateriálů odvozených od „nobelovského“ grafenu se olomoučtí vědci věnují dlouhodobě, například i v rámci prestižních projektů Evropské výzkumné rady (ERC). Tentokrát ke kýženému výsledku pomohlo ukotvení jednoduché aminokyseliny do struktury grafenu.

„Experimentální i výpočetní studie ukázaly, že právě tato aminokyselina výrazně zvýší schopnost grafenu navázat na svůj povrch reakční komponenty, v našem případě aceton a glycerol,“ doplnil Aristeidis Bakandritsos.

V roce 2021 přesáhl trh s biopalivy 110 miliard dolarů, přičemž do roku 2030 se očekává přibližně dvojnásobný nárůst. Bionaftu lze použít přímo jako ekologické palivo do vznětových motorů, ale z větší části se přidává do nafty vyrobené z ropy.

Vývoji nových nanomateriálů odvozených od „nobelovského“ grafenu se olomoučtí vědci věnují dlouhodobě. Foto: CATRIN

Při výrobě bionafty se ročně vyprodukuje přibližně 40 miliard tun odpadního glycerolu, jehož další využití tak představuje obrovskou výzvu zejména s ohledem na principy cirkulární ekonomiky.

Nově vyvinutý materiál dokáže nejen zužitkovat odpadní glycerol z výroby bionafty, ale v pilotních experimentech se ukázal mimořádně účinný také při samotné výrobě biopaliva z rostlinných olejů včetně odpadních tuků. „Proto se zaměříme na efektivnější přeměnu již použitých odpadních rostlinných olejů pro vývoj biopaliv druhé generace tak, aby celkový proces výroby bionafty byl energeticky i ekologicky udržitelný,“ uzavřel Zbořil

Více z Věda

Proč se krtkům v zimě zmenšuje hlava?

Věda8.12.2023

Kyberzločincům naletí i technologicky zběhlí lidé

Věda5.12.2023

Jak unikátní jsou uhlíkově neutrální iPhony 15 a Apple Watch 9?

Věda1.12.2023

Středoškoláci v Česku: Pracují minimálně, ale hýří aktivitami. V Praze se otevře nové „speciální“ gymnázium

Věda27.11.2023

Vědou budoucnosti je chemie

Věda23.11.2023

Angín a spál přibývá – Nedostatek penicilinu nahrává odolným bakteriím

Věda21.11.2023

Skákající geny mají pozitivní vliv na rostlinná společenstva

Věda14.11.2023

Výzkumnice z FEL ČVUT zmapovaly motivace lidí, kteří investují do fotovoltaiky

Věda10.11.2023

7 tipů, jak si udržet zdravé ledviny

Věda7.11.2023
Věda
Časopis, který by vás mohl zajímat

Nenechte si ujít další zajímavé články

Beskydy na běžkách: Po stopách Cyrila a Metoděje
epochanacestach.cz

Beskydy na běžkách: Po...

Mezi klasiku všech klasik patří v Beskydách...
Skrytá tvář nejbohatších firem světa: Utajované podvody a vědomé poškozování zdraví?
enigmaplus.cz

Skrytá tvář nejbohatších firem...

Říká se, že svět velkého byznysu je...
Moderní jídelna
rezidenceonline.cz

Moderní jídelna

Nezbytná součást multifinkční obytné zóny by měla...
Třetí ročník Czech National Spirits Competition vyhodnocen
iluxus.cz

Třetí ročník Czech National...

Slavnostní galavečer vyhlášení výsledků...
Kokosové pusinky
tisicereceptu.cz

Kokosové pusinky

Lehoučké nadýchané cukroví bez mouky je jako...
První zákrok proběhl před 15 lety v IKEM. Od té doby metoda TAVI pomáhá 1700 lidem ročně
21stoleti.cz

První zákrok proběhl před 15...

Dnes je to přesně 15 let od chvíle, kdy v...
Už nechce být za „blbku“ bez chlapa! Dá šanci ochotnému kolegovi?
nasehvezdy.cz

Už nechce být za „blbku“ bez...

Jituš z komedie Účastníci...
Nepříjemné hádky s milovanou dcerou kvůli dědictví?
nasehvezdy.cz

Nepříjemné hádky s milovanou...

Je šetrná, nikdy zbytečně...
Být pouze sami se sebou…
panidomu.cz

Být pouze sami se sebou…

Umíte jen tak sedět, vypnout myšlenky a jen „být“? I...
Tragická dohra virtuální hádky: Komando popraví nevinného muže
epochaplus.cz

Tragická dohra virtuální...

Po zuby ozbrojení těžkooděnci vyskáčou z...
Smrt: Nečisté věci se musejí spálit a bez výbavy na onen svět nepůjdeš
epochaplus.cz

Smrt: Nečisté věci se musejí...

Lidé se do chalupy přicházejí rozloučit se svým sousedem...
Vlastně jsem se znovu narodila
skutecnepribehy.cz

Vlastně jsem se znovu narodila

Už několik let se jen velmi obtížně pohybuji...