Proč vodík vzbuzuje nadšení futurologů s ekologickými sklony, není těžké pochopit: odpadní produkty jeho spalování jsou zcela neškodné. Ale není těžké pochopit, proč tento plyn v nejbližší době ropu nenahradí: „tekuté zlato“ vytvořily dlouhodobé geochemické procesy, zatímco vodík vyrábíme na vlastní náklady.
Jednou z možností výroby vodíku je kvašení organických látek, ale to zatím nemělo vysokou účinnost. Výzkumný tým z Penn State University v USA ale nyní prokázal, že když se mikrobům trochu pomůže, dokážou nečekané věci.
V jejich postupu se uplatňuje technologie tzv. mikrobiálních palivových článků. Ty využívají metabolismu mikroorganismů za nepřítomnosti kyslíku. Vzniká v nich elektrický proud, přičemž odpadním produktem jsou ionty vodíku a kyslíku, které se slučují ve vodu.
Kolektiv z Penn State univerzity vedeným Brucem Loganem ale před dvěma lety dokázal, že bakteriální články mohou posloužit také k výrobě vodíku. Stačí jim jen naopak elektřinu dodávat.
Energie zvenčí a drobné technické úpravy stačí k tomu, aby v článku docházelo ke slučování vodíkového iontu pouze s elektronem. Výstupním produktem pak není voda, ale vodík.
Samozřejmě se nabízí otázka, proč by se něco takového mělo vyplatit. Před dvěma lety se to také skutečně nevyplácelo: množství získané vodíku bylo zanedbatelné. Ale díky technickým zlepšením se produkce vodíku z článku zvýšila 1000krát a učinila z bakteriálního článku systém, který konkuruje nejlepším technologiím výroby vodíku, tvrdí Logan s kolegy v práci zveřejněné v časopise PNAS.
Dodávaný proud působí na mikroorganismy v článku také jako živá voda. Posilující efekt je natolik významný, že umožňuje rozkládat jinak koncové produkty kvašení (například kyselinu octovou, máselnou nebo valerovou), tvrdí autoři nového mikrobiologického článku. V laboratoři se prý podařilo elektřinou posíleným bakteriím z dodaného biologického materiálu „vytěžit“ 60 až 99 procent celkového množství vodíku v předložené stravě, například v celulóze či glukóze. Bakterie tedy mohou efektivně využívat rostlinného odpadu ze zemědělství.
Čistý energetický zisk (po odečtu přivedené energie) byl 20 až 240 procent (při použití palivového článku, který by vodík zpracovával s 50procentní účinností).
„Zdá se, že čistý zisk je mnohem větší, než se daří dosahovat u jiných způsobů výroby biopaliv, například bioetanolu,“ komentoval studii pro časopis NewScientist Patrick Hallenbeck z univerzity v Montrealu, který neskrýval překvapení nad jednoduchostí celého postupu.
Přesto je tato metoda podle něj stále příliš pomalá, než aby byla připravena k bezprostřednímu praktickému využití.
Výsledky zaujaly i Miroslava Sobotku z Mikrobiologického ústavu AV ČR. „Je to opravdu velmi dobrá práce.“ Český odborník sice poněkud pochybuje o 99procentní účinnosti, ale přesto vidí možnosti této technologie velmi perspektivně. Nediví se ani, že Logan s kolegy už si podali žádost o patent.
|
• text původního vědeckého článku • stránky Bruce Logana |
Jednou z možností výroby vodíku je kvašení organických látek, ale to zatím nemělo vysokou účinnost. Výzkumný tým z Penn State University v USA ale nyní prokázal, že když se mikrobům trochu pomůže, dokážou nečekané věci.
V jejich postupu se uplatňuje technologie tzv. mikrobiálních palivových článků. Ty využívají metabolismu mikroorganismů za nepřítomnosti kyslíku. Vzniká v nich elektrický proud, přičemž odpadním produktem jsou ionty vodíku a kyslíku, které se slučují ve vodu.
Kolektiv z Penn State univerzity vedeným Brucem Loganem ale před dvěma lety dokázal, že bakteriální články mohou posloužit také k výrobě vodíku. Stačí jim jen naopak elektřinu dodávat.
Energie zvenčí a drobné technické úpravy stačí k tomu, aby v článku docházelo ke slučování vodíkového iontu pouze s elektronem. Výstupním produktem pak není voda, ale vodík.
Samozřejmě se nabízí otázka, proč by se něco takového mělo vyplatit. Před dvěma lety se to také skutečně nevyplácelo: množství získané vodíku bylo zanedbatelné. Ale díky technickým zlepšením se produkce vodíku z článku zvýšila 1000krát a učinila z bakteriálního článku systém, který konkuruje nejlepším technologiím výroby vodíku, tvrdí Logan s kolegy v práci zveřejněné v časopise PNAS.
Dodávaný proud působí na mikroorganismy v článku také jako živá voda. Posilující efekt je natolik významný, že umožňuje rozkládat jinak koncové produkty kvašení (například kyselinu octovou, máselnou nebo valerovou), tvrdí autoři nového mikrobiologického článku. V laboratoři se prý podařilo elektřinou posíleným bakteriím z dodaného biologického materiálu „vytěžit“ 60 až 99 procent celkového množství vodíku v předložené stravě, například v celulóze či glukóze. Bakterie tedy mohou efektivně využívat rostlinného odpadu ze zemědělství.
Čistý energetický zisk (po odečtu přivedené energie) byl 20 až 240 procent (při použití palivového článku, který by vodík zpracovával s 50procentní účinností).
„Zdá se, že čistý zisk je mnohem větší, než se daří dosahovat u jiných způsobů výroby biopaliv, například bioetanolu,“ komentoval studii pro časopis NewScientist Patrick Hallenbeck z univerzity v Montrealu, který neskrýval překvapení nad jednoduchostí celého postupu.
Přesto je tato metoda podle něj stále příliš pomalá, než aby byla připravena k bezprostřednímu praktickému využití.
Výsledky zaujaly i Miroslava Sobotku z Mikrobiologického ústavu AV ČR. „Je to opravdu velmi dobrá práce.“ Český odborník sice poněkud pochybuje o 99procentní účinnosti, ale přesto vidí možnosti této technologie velmi perspektivně. Nediví se ani, že Logan s kolegy už si podali žádost o patent.
