Grafén dokáže extrahovať čistý metán, ktorý tak nemusí skončiť v atmosfére

Metán patrí spolu s oxidom uhličitým medzi najčastejšie ľuďmi produkované skleníkové plyny. Veľké množstvo sa uvoľňuje napríklad zo skládok odpadu, či živočíšnej výroby.

Únik metánu do atmosféry však hrozí aj z prirodzených zdrojov. Najčastejšie sa vraví o hlbokomorských ložiskách a bublinách unikajúcich z roztápajúceho sa permafrostu.

Metán je produkovaný anaeróbnymi baktériami, ktoré rozkladajú organický materiál v prostredí bez kyslíka. Čistiarne odpadových vôd vo veľkých mestách na to poskytujú dokonalé prostredie a ročne vyprodukujú okolo 25 miliónov ton metánu.

Zachytenie a spaľovanie metánu zabraňuje jeho úniku do atmosféry, kde pôsobí ako oveľa silnejší skleníkový plyn, než je oxid uhličitý. Ak sa vyrobená energia využije, môže tak konkurovať fosílnym palivám.

Niektoré zdroje metánu sa zachytávajú a spaľujú za účelom čistej elektriny, no kvôli častej nečistote tohto plyny zatiaľ nie je jeho energetický potenciál využitý vo väčšej miere.

Jedným zo zdrojov metánu unikajúceho do atmosféry je permafrost. Foto: Wikimedia Commons

Bioplyn zozbieraný zo zariadení na nakladanie s odpadmi zvyčajne obsahuje najmä oxid uhličitý, ktorý bráni jeho širšiemu využitiu. To všetko sa však môže vďaka novému materiálu už v blízkej budúcnosti zmeniť.

Grafén je prvý 2D materiál na svete, ktorý je až 200-krát pevnejší ako oceľ. Jeho výhodou je výrazná pružnosť a tenkosť. Grafénové membrány sa už niekoľko rokov využívajú na čistenie vody, avšak stále je čo vylepšovať.

Začiatkom roka 2018 sa austrálskym vedcom z organizácie CSIRO podarilo vytvoriť špeciálny typ grafénu, ktorý nazvali GraphAir. Vyriešili tým zvyčajnú vodoodpudivosť tohto zázračného materiálu.

Jeho filtračné schopnosti vtedy testovali na vzorkách vody z prístavu v Sydney. Technológia bola taká účinná, že niekoľko nezávislých analýz potvrdilo, že pitie vody bolo bezpečné hneď po prvom prefiltrovaní.

Rakesh Joshi z Univerzity v Novom Južnom Walese (UNSW) najnovšie preukázal, že grafénové membrány dokážu separovať metán od iných plynov efektívnejšie, ako existujúce systémy.

Tento objav robí zber a spaľovanie odpadového metánu potenciálne životaschopnejším tam, kde v súčasnosti chýba.

Grafénové membrány boli pôvodne testované na čistenie odpadovej vody. Foto: Sydney Water

Paradoxom je, že Joshi pôvodne nepracoval na metáne. Namiesto toho sa pokúšal použiť grafén (jednotlivé vrstvy uhlíka v hexagonálnej mriežke), aby pomohol spoločnosti Sydney Water zlepšiť proces čistenia odpadovej vody, pri ktorom sa z nej odstraňuje organický materiál to tej miery, aby bola pitná.

Joshi preukázal schopnosť grafénu odstrániť 99 percent nečistôt, ktoré iné technológie spracovania vody nedokázali odfiltrovať.

Počas tohto procesu si Joshi uvedomil, že spoločnosť Sydney Water filtruje aj svoj bioplyn, aby pokryla svoje vlastné energetické náklady na prevádzku.

Na základe toho začal uvažovať, či by grafén nemohol fungovať lepšie vyladením veľkosti dier v jeho hexagonálnej štruktúre. Joshi tvrdí, že grafénové membrány sú lacnejšie ako ďalšie existujúce možnosti.

© PROPERTY & ENVIRONMENT s. r. o. Autorské práva sú vyhradené a vykonáva ich vydavateľ.