Nová technologie čistění bioplynu: VUT spolupracuje se špičkovými týmy z Evropy

Jak lze bioplyn účinně zbavit CO₂ a tím přispět k dekarbonizaci? To je výzva, kterou řeší mezinárodní výzkumný projekt, na kterém Fakulta strojního inženýrství VUT spolupracuje s kolegy z Berlína a Lodže. Projekt se zaměří na pochopení obohacování bioplynu pomocí takzvané chemické absorpce v rotačním absorbéru (RPB – Rotating Packed Bed). Bioplyn bohatý na metan se stal důležitým bodem zájmu v oblasti obnovitelných zdrojů energie. Proces fermentace bioplynu neposkytuje čistý metan, je také bohatý na oxid uhličitý, který může tvořit až 45 % jeho složení. Pro obohacení bioplynu je proto nutné odstraňovat CO₂. Cílem společného trilaterálního projektu je optimalizovat proces RPB tak, aby byla úprava bioplynu efektivnější a přispěla k větší udržitelnosti.

„Rotační absorpce je dobře známá technologie, ale zkoumání toho, co se děje uvnitř RPB, je omezené a je o ní k dispozici velmi málo znalostí. Mimo jiné chyběly metody umožňující experimentální pozorování tohoto procesu. Uvnitř se rozstřikuje absorpční kapalina, která se potkává s plynem obsahujícím CO₂ a oxid uhličitý zachycuje. My jsme schopni našimi technikami, jako jsou vysokorychlostní kamery a laserové systémy, experimentálně sledovat, co se v rotující vestavbě skutečně děje. Kromě experimentů pak vyvíjíme i počítačové simulace, které mohou celý proces optimalizace výrazně urychlit. To je klíčové pro to, abychom mohli ladit efektivitu celého procesu,“ říká výzkumník Miroslav Jícha z Energetického ústavu Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně.

Zatímco odborníci z Brna rozumí zejména hydrodynamice celého procesu, na Technické univerzitě v polské Lodži se na špičkové úrovni věnují chemicko-fyzikálním procesům. „Existují dva hlavní typy absorpce: fyzikální a reaktivní. Při reaktivní se sloučenina nejen rozpouští, ale také dochází k chemické reakci. V našem případě používáme rozpouštědla, která chemicky upravují rozpuštěný CO₂, čímž je proces mnohem účinnější,“ vysvětlil Michał Blatkiewicz z TU Lodž. S brněnskými vědci už spolupracovali v minulých letech a kombinaci polského a českého know-how si velmi chválí. V novém projektu mají navíc další špičkovou posilu v podobě vědců z berlínské techniky. „Berlínský tým přispívá odbornými znalostmi v oblasti modelování a termodynamiky, společně tak máme komplexnější přístup k celému procesu,“ dodává Blatkiewicz.

Potenciál vyvíjené technologie je obrovský. „Vidíme rostoucí zájem průmyslu o tuto technologii. Přispěje k dekarbonizaci a je flexibilnější než tradiční metody. Kromě toho může být využita decentralizovaně či dokonce jako mobilní jednotka pro čištění plynu na lodích,“ vysvětluje Jens-Uwe Repke z Technické univerzity Berlín. „Víme, že není možné najít jedno univerzální řešení na všechny problémy, ale tato technologie může být důležitým dílkem skládačky v boji proti klimatickým změnám,“ věří Repke.

Dekarbonizace je téma, které v poslední době rezonuje v politice i průmyslu. Řešení už existují, mají ovšem své limity. „Standardní zachytávání CO₂ probíhá různými metodami, my pracujeme s chemickou absorpcí, která se jeví pro průmyslové využití při zachytávání velkých objemů CO₂ jako nejvhodnější,“ potvrzuje Jícha a dodává: „Například v chemickém průmyslu se běžně používají statické absorpční kolony vysoké desítky metrů. Jsou to nesmírně objemná a drahá zařízení, i celý proces absorpce je zdlouhavý a drahý. Rotační absorbéry jsou menší a celý proces výrazně urychlují. Rotace – na rozdíl od gravitační síly, která působí ve statických kolonách – dává přestupu hmoty až čtyřicetkrát větší intenzitu. Výsledkem je efektivnější a levnější technologie.“

Tříletý mezinárodní projekt se zaměřuje na fázi zachytávání oxidu uhličitého. Jak s ním dál naložit je otázka pro odborníky z dalších oborů. „Kontinentální Evropa je zatím zdrženlivější k ukládání CO₂ do země. To ale nemusí být jediné řešení, zachycené CO₂ lze přímo využít například ve farmaceutickém či chemickém průmyslu, tj. spíše se zaměřit na tzv. Carbon Capture and Utilization – CCU místo na Carbon Capture and Storage – CCS,“ uzavírají shodně vedoucí vědci společného projektu.

Zdroj: web FSI VUT

---

Autor	Mgr. Iveta Hovorková
Publikováno	19.02.2025 10:39
Odkaz	https://www.vut.cz/vut/f19528/d281272