Novinky ze světa vědy a technologií

Enzymy chytají CO2

Nový proces umožní získat ze skleníkového plynu užitečné materiály.

Kanadská firma CO2 Solutions vyvinula postup, jak pomocí enzymů zachycovat oxid uhličitý. Metoda, pro niž má firma udělen jak americký tak evropský patent, spočívá v napodobení procesu, který probíhá v živých organismech, například v lidském těle. CO2 Solutions již svou technologii otestovala v malém měřítku v jedné kanadské spalovně a v hliníkárně. Teď připravuje společně s výrobcem elektrárenských technologií Babcock and Wilcox modifikaci své technologie k odstraňování oxidu uhličitého ze spalin v uhelné elektrárně.

Jádrem technologie CO2 Solutions je bakterie E. coli, geneticky upravená tak, aby produkovala specifický enzym zvaný karbonická anhydráza (též A. kyseliny uhličité). Je to proces, který hraje důležitou roli i v lidském metabolismu. Hydrogenuhličitanové anionty jsou obsaženy v krvi a jejich rovnováha s anionty uhličitanovými garantuje stabilní kyselost (pH) prostředí v těle.

Výhodou technologie enzymatické přeměny CO2 na ionty HCO3 je, že na rozdíl od jiných metod nepotřebuje předchozí separaci CO2 ze spalin. To je totiž energeticky náročný, a proto drahý proces, který diskvalifikuje řadu jiných řešení, byť třeba vypadají elegantně. Zachycování oxidu uhličitého řasami, které s jeho využitím rostou, je zase extrémně pomalý proces, který vyžaduje velké investiční náklady na obrovské nádrže. Tuto technologii komplikuje i požadavek na dostatek sluneční energie, kterou řasy ke svému růstu potřebují.

Enzymatická přeměna CO2 na hydrogenuhličitan je v porovnání s růstem řas intenzivnější proces. Přesto je zvýšení jeho účinnosti hlavním úkolem, aby bylo možné tuto technologii začít průmyslově využívat.

Zachycování oxidu uhličitého probíhá v bioreaktoru, což je vysoký válcový prostor, vyplněný porézním materiálem, na jehož povrch se vážou molekuly enzymu. Prostor je skrápěn vodou, proti níž je zespoda přiváděna směs plynů, obsahující CO2. Ten se ve vodě rozpouští a následně se působením enzymů přemění na hydrogenuhličitanové ionty.

Směs plynů se tak při průchodu reaktorem čistí od oxidu uhličitého a v protisměru proudícím vodném roztoku se naopak koncentruje kyselina hydrogenuhličitá. Z té se pak buď dá získat zpátky oxid uhličitý (takže celý postup by vlastně sloužil pouze k separaci CO2 ze směsi spalin), nebo se dá v dalším kroku přeměnit na některou z uhličitanových solí, například vápenec.

V laboratorním a v čtvrtprovozním měřítku technologie CO2 Solutions funguje. Díky využití E. coli k produkci potřebného enzymu se sice podařilo snížit potřebné náklady, ale výroba tohoto enzymu v potřebném množství dosud nebyla vyzkoušena.

Elektromobily vpřed!

V USA se schyluje ke speciálním daňovým pobídkám pro elektromobily.

Stávající hybridní automobily jsou oproti autům se spalovacími motory úspornější, ale Američané konečně začínají přicházet na chuť plug-in hybridům. Ty se dají dobíjet i ze zásuvky, mají akumulátory s větší kapacitou a spotřebu třeba jen jeden a půl litru na sto kilometrů. Plug-in hybridy se zatím v USA žádný výrobce neodvažuje nabízet. Elektromobily jsou totiž v Americe vnímány jako nespolehlivá, uživatelsky ne zcela bezproblémová technologie. Řidiči se vždy odmítali o cokoli starat - ale s rostoucí cenou benzinu se to mění. A zájemců o plug-in hybridy přibývá. Na trhu jsou sady, sestávající z palubní nabíječky a doplňkových akumulátorů, které například z Toyoty Prius udělají vůz, schopný ujet až šedesát kilometrů pouze na elektřinu.

Podomácku upravená auta klasické hybridní koncepce však nemohou plně využít akumulátorů s vysokou kapacitou. Ty totiž umožňují techniku vozu výrazně zjednodušit a koncipovat ho jako elektromobil s palubním dobíjením. To, že kola jsou poháněna elektricky, umožní vypustit složité, drahé a těžké technické prvky jako je převodovka. (A v případě moderní koncepce s elektromotory v nábojích kol se vůz obejde i bez dalších mechanických částí.) Takové zásahy však už nejenže nelze dělat podomácku, ale jejich vývoj je velmi drahý. Jak to udělat, aby se výrobcům vyplatil?

V lednu se do Senátu dostal návrh zákona, který by "dobíjecí hybridy" daňově zvýhodnil ještě víc než ty současné. Jejich daňová podpora je utlumována (na Toyotu Prius bylo do loňského září 3150 dolarů, aktuálně je to 1575 USD a od dubna to bude jen 787 dolarů), navržený zákon počítá s až 4200 dolary. Cenový rozdíl mezi plug-in hybridy a "normálními" vozy je totiž zhruba deset tisíc dolarů. Je to víc než dvojnásobek oproti stávajícím hybridům (hlavně kvůli drahým akumulátorům) a plug-in hybridy tak na trhu nemají šanci. Podle posledních studií sice omezí emise skleníkových plynů na polovinu, ale na palivu ušetří jejich majitelé jen asi 450 dolarů ročně.