i

Aktuální číslo:

2024/6

Téma měsíce:

Éčka

Obálka čísla

CO2 – surovina budoucnosti?

Oxid uhličitý jako zdroj uhlíku pro chemický průmysl
 |  4. 9. 2023
 |  Vesmír 102, 509, 2023/9
komerční prezentace

Oxid uhličitý bývá vnímán především jako nežádoucí vedlejší produkt lidské činnosti. Chemické technologie a chemický průmysl však mohou na oxid uhličitý nahlížet jako na vstupní surovinu.

Oxid uhličitý (CO2) je běžná chemická látka, která se nachází na konci metabolických procesů získávání energie z uhlíkatých látek organismy, spalováním fosilních paliv a vulkanickou činností. V případě CO2 produkovaného organismy se však jedná o uzavřený cyklus, kde vydechovaný CO2 pochází z uhlíkatých látek původně vytvořených rostlinami ze vzdušného CO2. V případě spalování fosilních paliv však uhlíkaté látky pocházejí z CO2 zachyceného před několika miliony let organickou či anorganickou cestou a jeho opětovné zpracování nemůže být v rámci desítek let realizováno pouze přírodními procesy. V šesté hodnotící zprávě mezivládního panelu pro klimatickou změnu při IPCC bylo konstatováno, že oxid uhličitý je hlavní skleníkový plyn. Podle této zprávy se má teplota do roku 2075 zvýšit v krajním případě až o 4,4 °C, pokud se koncentrace CO2 v atmosféře zvýší třikrát vůči současnému stavu. Proto byla učiněna politická rozhodnutí, která mají koncentraci CO2 udržet na takové úrovni, aby se průměrná teplota nezvýšila o více než 1,5 °C. Mezi signatáři této dohody se však nevyskytují hlavní producenti CO2, jmenovitě Čína, USA a Indie. Jedno z prvních opatření je omezení produkce CO2 v rámci EU, což však ani zdaleka nekryje navyšující emise CO2 hlavně v Asii a Africe. Dalším opatřením je zachytávání CO2 s následným vtlačováním do geologicky vhodné horniny. Aktuálně se ukládá asi 30 Mt CO2 ročně, což přestavuje méně než jedno promile z celkových antropogenních emisí CO2 (~13 Gt ročně). Hlavním problémem ukládání CO2 je cena a při zvýšení kapacity i vhodné prostory, kam by bylo možné CO2 ukládat. Navíc v některých případech se může uložený CO2 postupně opět dostávat do atmosféry. Pro srovnání, v atmosféře se nachází asi 3300 Gt CO2, přičemž se odhaduje, že v 18. století bylo v atmosféře pouze 2200 Gt CO2, rozdíl byl primárně dosažen lidskou činností.

Chemické technologie a chemický průmysl však na oxid uhličitý mohou nazírat jako na vstupní surovinu. Tento přístup k CO2 má potenciál výrazně snížit negativní bilanci mezi emisemi a využitím CO2 u velkých producentů, ale navíc může být v případě ekonomické výhodnosti zajímavý i pro firmy ve státech, které využívání CO2 dosud neřeší (Čína, Indie).

Již několik desetiletí jsou studovány elektrochemické systémy s vodnými elektrolyty sycenými CO2, díky nimž byla připravena řada jednoduchých sloučenin jak plynných (metan, etylen), tak kapalných (metanol, etanol, kyselina mravenčí, kyselina octová, aldehydy atd.). Energii pro tyto přeměny by mohly v dnešní době poskytnout obnovitelné zdroje energie (OZE), např. větrné a solární elektrárny, a to v době, kdy je jí k dispozici nadbytek. Nejzajímavější sloučeniny jsou z energetického hlediska uhlovodíky s vysokou objemovou a hmotnostní hustotou energie, uloženou ve formě chemické vazby. Navíc tyto jednoduché sloučeniny často slouží jako vstupní suroviny v chemickém průmyslu, který je dosud získává z fosilních surovin. Nalezení podmínek, vhodných katalyzátorů a reakčních parametrů pro efektivní průmyslovou výrobu např. metanolu nebo etanolu z CO2 by poskytlo vhodnou alternativu fosilních surovin a tvoří jádro současného výzkumu v této oblasti.

Nyní vidíte 27 % článku. Co dál:

Jsem předplatitel, mám plný přístup
Jsem návštěvník
Chci si přečíst celé číslo
Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru. Více o předplatném
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Chemie

O autorech

Pavel Dytrych

Vladislav Dřínek

Martin Koštejn

Radek Fajgar

Doporučujeme

Genová terapie ALS: jsme na začátku naděje

Genová terapie ALS: jsme na začátku naděje

Je to krutá a zatím nevyléčitelná nemoc. Amyotrofická laterální skleróza. Americká léková agentura FDA však nedávno schválila pro medicínskou...
(Ne)umělá sladidla

(Ne)umělá sladidla uzamčeno

Adam Obr  |  3. 6. 2024
Když loni v létě zařadilo WHO aspartam na seznam látek, které mají potenciál způsobovat rakovinu, dosáhla diskuse o škodlivosti nekalorických...
Příběhy řasových éček

Příběhy řasových éček

Richard Lhotský  |  3. 6. 2024
Přídatné látky v potravinách, familiárně přezdívané pro svůj kód éčka, vzbuzují u řady lidí obavy a strach. Přesto se mezi nimi najdou i látky...