VĚDA A VÝZKUM
iontové kapaliny. Tato metoda umožňuje bezpeč- nější zpětné získávání a recyklaci chlorovodíku, který vzniká jako vedlejší produkt při tradičních procesech chlorace. Tento vývoj rovněž před- stavuje významný příspěvek k udržitelnějšímu rozvoji chemického průmyslu a k nabídce alter- nativních energetických řešení. Výsledky studie byly nedávno publikovány ve vědeckém časopise Science Advances pod názvem ”Bichloride Ba- sed ionic liquids for the Merged Storage, Proce- ssing, and electrolysis of Hydrogen Chloride“. Chlorovodík (HCl) je důležitým vedlejším pro- duktem chemického průmyslu – lze jej elektroly- zovat za vzniku vodíku a chloru. Chlor je jednou z nejdůležitějších základních chemikálií, která je nezbytná pro výrobu nepostradatelných po- lymerů, jako jsou polyuretany a polykarbonáty, zatímco vodík by mohl být klíčem k energii bu- doucnosti. Aby však k tomuto zpracování mohlo dojít, musí být HCl nejprve bezpečně dopraven z průmyslových výrobních závodů do speciálních zařízení na elektrolýzu poháněných zelenou ener- gií. Vzhledem k technické náročnosti bezpečné přepravy se takové aplikace HCl dosud většinou nevyužívaly. Potenciál tohoto cenného zdroje tak byl dosud využit jen částečně. Tým vědců ze Svobodné univerzity v Berlíně pod vedením profesora anorganické chemie Sebastiana Hasenstaba-Riedela a ve spolupráci s partnery z Technische Universität Berlin vyvinul bezpečnou metodu skladování HCl. Díky jeho přeměně na iontovou kapalinu lze s chlo- rovodíkem bezpečněji manipulovat v bezvodém stavu. Výzkumníci zjistili, že plynný HCl lze za okolních podmínek bezpečně vázat na sůl trietyl- metylamoniumchlorid a vytvořit tak iontovou kapalinu zvanou ”bichlorid“. Z bichloridu se pak může bezpečně uvolnit i po přepravě nebo skladování. Tento přístup je nejen mnohem více bezpečnější než tradiční techniky, ale jeho elek- trolýza slibuje i vyšší energetickou účinnost než tradiční systémy. Kromě toho lze bichlorid použít také k syntéze dalších základních chemických látek, které jsou reaktantem v následné výrobě plastů nebo silikonů. » www.tu-berlin.de NOVÝ ŠIROKOPÁSMOVÝ UV SPEKTROMETR PŘINÁŠÍ REVOLUCI V ANALÝZE LÁTEK ZNEČIŠŤUJÍCÍCH OVZDUŠÍ UV záření je silně absorbováno všemi materiály a vyvolává fotochemické reakce látek přítomných ve vzduchu. Známým příkladem je vznik přízem- ního ozonu, když UV záření dopadá na oxidy dusíku. Výzkumný tým vedený Birgittou Schultze- -Bernhardtovou z Ústavu experimentální fyziky Technické univerzity ve Štýrském Hradci (TU Graz) nyní využívá tohoto vysokého reakč- ního potenciálu pro novou metodu monitorování životního prostředí. Vyvinuli první širokopásmový dvoupásmový UV spektrometr na světě, s jehož pomocí lze nepřetržitě měřit znečišťující látky v ovzduší a sledovat jejich reakce s prostředím v reálném čase. Článek o tomto vývoji byl nedávno publikován v časopise Optica . Dvoukomorové spektrometry jsou na trhu již té- měř 20 let. Jejich zdroj vyzařuje světlo v širokém rozsahu vlnových délek, které při uspořádání po- dle optických frekvencí připomíná zuby hřebenu. Pokud toto světlo pronikne do vzorku plynného materiálu, molekuly, které obsahuje, část světla
pohltí. Změněné vlnové délky světla umožňují vy- vodit závěry o složkách a optických vlastnostech analyzovaného plynu. Laserové světelné pulzy způsobují rotaci a vibrace molekul plynu Zvláštností spektrometru vyvinutého Birgittou Schultze-Bernhardtovou je, že laserový systém vysílá dvojité světelné impulsy v ultrafialovém spektru. Když se toto UV světlo setká s moleku- lami plynů, elektronicky je excituje a zároveň způ- sobuje jejich rotaci a vibrace – tzv. rovibronické přechody – které jsou pro každou plynnou látku jedinečné. Širokopásmový UV dvoukombinační spektrometr navíc kombinuje tři vlastnosti, které běžné spektrometry dosud mohly nabídnout jen částečně: (1) velkou šířku pásma vyzařovaného UV světla, což znamená, že jediným měřením lze získat velké množství informací o optických vlastnostech vzorků plynů; (2) vysoké spektrální rozlišení, které v budoucnu umožní zkoumat i slo- žité směsi plynů, jako je například naše zemská atmosféra; a (3) krátkou dobu měření při analý- ze vzorků plynů. „ Díky tomu je náš spektrometr vhodný pro citlivá měření, pomocí kterých lze velmi přesně sledovat změny koncentrací plynů a průběh chemických reakcí, “ vysvětluje Lukas Fürst, doktorand v pracovní skupině Koherentní snímání a první autor publikace. Vyvinuto a testováno na příkladu formalde- hydu Výzkumníci vyvinuli a otestovali svůj spektro- metr s použitím formaldehydu. Tato látka zne- čišťující ovzduší vzniká při spalování fosilních paliv a dřeva a také v interiérech jako produkt odpařování lepidel používaných v nábytku. „ Po- mocí našeho nového spektrometru lze v reálném čase monitorovat emise formaldehydu v textilním nebo dřevozpracujícím průmyslu i ve městech se zvýšenou hladinou smogu, a zlepšit tak ochranu zaměstnanců a životního prostředí, “ vysvětluje Birgitta Schultze-Bernhardtová. Použití spekt- rometru lze přenést i na další látky znečišťující ovzduší, jako jsou oxidy dusíku a ozon a další stopové plyny důležité pro klima. Výzkumný tým doufá, že tak získá nové poznatky o jejich pů- sobení v atmosféře. Na jejich základě by mohly být odvozeny nové strategie pro zlepšení kvality ovzduší. » www.tugraz.at CENY ZA INOVACI "NEJLEPŠÍ VYUŽITÍ CO 2 V ROCE 2024" UDĚLENY Ocenění ”Nejlepší využití CO 2 v roce 2024“ za inovaci udělovanou společností nova-Institut GmbH získala francouzská společnost Dioxycle za vývoj elektrolyzéru na výrobu etylenu. Tato pozoruhodná technologie elektrolýzy přeměňuje průmyslové uhlíkaté emise na udržitelný etylen výhradně s využitím obnovitelné elektrické ener- gie a vody. Díky tomu je technologie společnosti Dioxycle schopna vyrábět uhlíkově neutrální ety- len za konkurenceschopné náklady ve srovnání s metodou založenou na fosilních palivech, což nabízí ekonomicky atraktivní cestu k dekarboni- zaci řady průmyslových a obchodních odvětví. Etylen je celosvětově nejpoužívanější organickou chemikálií a je nedílnou součástí různých výrobků každodenní potřeby, včetně textilních vláken, plastů a stavebních materiálů. Druhou cenu získala společnost D-CRBN za špičkovou technologii konverze CO 2 na bázi plazmatu. Tato belgická společnost vyvinula mo-
PŘEMĚNA KOVOVÝCH ŠPON NA ELEKTRODY PRO VÝROBU VODÍKU Vedlejší produkty ze zpracovatelského průmy- slu lze přeměnit na elektrody pro štěpení vody, ukazuje nový výzkum. Vlastní nanotexturovaný povrch odpadního zbytku kovu znamená, že se na něj mohou vázat jednotlivé atomy a vytvářet účinné elektrokatalyzátory. Obr: Špony a třísky jsou odpadní zbyt- ky vzniklé při broušení, vrtání, frézo- vání nebo řeznými nástroji při obrábění kovů, dřeva či kamene (Zdroj: University of Nottingham).
Výroba vodíku štěpením vody bude mít zásadní význam pro řešení budoucích globálních ener- getických potřeb. Dopad těžby nových kovů pro elektrokatalyzátory na životní prostředí je však stále palčivějším problémem. Jesum Alves Fernandes z Nottinghamské univerzity ve Velké Británii a jeho tým ve svém výzkumu využili nanotexturovaného povrchu od- padních kovových špon. Přestože se kovové po- vrchy zdají být hladké, výzkumníci pomocí skeno- vací elektronové mikroskopie objevili na šponách drážky. Tyto drážky podporují samouspořádání katalyticky aktivních jednotlivých atomů platiny a kobaltu vytvořených magnetronovým naprašo- váním. Tým zkoumal různé kombinace kovových povr- chů a jednotlivých atomů a zjistil, že titan s pla- tinou a nikl s kobaltem jsou účinné pro reakce vývinu vodíku a vývinu kyslíku. Důležité je, že katalyzátory obsahovaly výrazně menší množství platiny a kobaltu ve srovnání s nejmodernějšími komerčními katalyzátory. Studie přináší dva nové benefity: nastiňuje, jak lze znovu oživit a využít kovový odpad, jehož re- cyklace je nákladná nebo který by byl jinak zlikvi- dován. Ukazuje také, že díky povrchové struktuře odpadního kovu lze i z menšího množství vzác- ných prvků, jako je platina, vytvořit účinné kata- lyzátory. Výzkumníci věří, že jejich koncept bude možné přenést do průmyslové výroby. Ref.: Thangamuthu et al, J. Mater. Chem. A , 2024, DOI: 10.1039/d4ta00711e » www.chemistryworld.com CHLOROVODÍK LZE NYNÍ DÍKY PRŮLOMOVÉMU OBJEVU BEZPEČNĚ SKLADOVAT A VYRÁBĚT Výzkumný tým na Svobodné univerzitě v Ber- líně pod vedením profesora Sebastiana Hasens- taba-Riedela úspěšně vyvinul metodu skladování a elektrolýzy plynného chlorovodíku ve formě
52
CHEMAGAZÍN • 3 / XXXIV (2024)
Made with FlippingBook - Share PDF online