TOP 5 vedeckých objavov v zelenej energetike v roku 2016

Obnoviteľné zdroje energie (OZE) majú za sebou sľubný rok. Okrem toho, že investície v tomto sektore rýchlo rástli a cena fotovoltických technológií ďalej klesala, pribudlo i viacero technologických inovácií. Tie na rozdiel od štedrých dotácií od vlád dokážu OZE reálne posunúť k vyššej efektívnosti a rentabilite. Tu je päť noviniek, ktoré môžu jedného dňa zmeniť globálnu energetiku.

Umelá fotosyntéza

Jednou z technológií, ktorá až doposiaľ v portfóliu OZE chýbala, je čisté tekuté palivo, ktoré by mohlo nahradiť benzín, naftu a ostatné palivá používané v doprave. Možnosťou by mohlo byť napodobnenie fotosyntézy – premeny slnečného svetla, oxidu uhličitého a vody na palivo – ktoré v uplynulom roku predstavili harvardskí vedci Daniel Nocera a Palmela Silvers so svojím tímom.

Hoci o napodobnenie fotosyntézy sa v minulosti pokúšalo už viacero výskumníkov, Nocera a Silvers postup dokázali postup významne zefektívniť. Proces je založený na umelom „liste“, ktorý zachytáva a premieňa 10% energie zo slnečného žiarenia a dosahuje približne 10-krát vyššiu efektívnosť ako list priemernej rastliny.

Americkí vedci pri konštrukcii „listu“ využili katalyzátor zo zliatiny kobaltu a fosforu na získanie kyslíka a vodíka z molekúl vody. Špeciálne zvolené baktérie následne konvertujú oxid uhličitá a vodík na tekuté palivo.

Technológia má však ešte stále viacero nedostatkov, ktoré bude pred zavedením do komerčnej praxe nevyhnutné odstrániť, pripomína správa Michigan Institute of Technology (MIT), jednej z najprestížnejších technických unverzít sveta. Umelá fotosyntéza sa tak zrejme bude môcť stať realitou až o niekoľko rokov.

Solárna fotovoltika

O ďalší prelomový objav sa v ostatnom roku postarali výskumníci práve z amerického MIT, ktorí vyvinuli solárne fotovoltcké zariadenie schopné významne posunúť teoretické limity efektívnosti vo fotovoltike. Štandardné solárne panely dokážu cez svoje bunky prijať iba zlomok farebného spektra slenčného svetla.

Vedci z MIT pridali do solárnych buniek ďalší komponent pozostávajúci z uhlíkových nanotúb a nanofotonických kryštálov, ktoré spolu vytvárajú čosi ako lievik. Ten sústreďuje zo slnka do úzkeho pásu svetla. Nanotuby majú navyše schopnosť zachytávať energiu naprieč celým farebným spektrom vrátane neviditeľného ultrafialového žiarenia.

Teplota solárnych buniek vďaka tejto technológii koncentrujúcej žiarenie dosahuje až 1000 stupňov Celzia a keďže proces je založený na teple, produkcia energie môže pokračovať ešte aj krátko po západe slnka.Táto inovácia by mohla v budúcnosti posunúť najvyššiu teoreticky možnú efektívnosť solárnych panelov zo súčasných asi 30% na viac než 80%.

Perovskitné solárne bunky

Solárne bunky, ktoré dostali pomenovanie po kvetine Perovskia, sú konštrukčne jednoduché, lacné a mimoriadne efektívne v absorbcii svetla. Tenký film špeciálneho materiálu, zmesi hybridných organických a anorganických zložiek s kryštalicou štruktúrou, umožňuje zachytiť obdobné množstvo slnečného sveta ako relatívne hrubá vrstva silikónu v prípade klasickej fotovoltiky.

Nová technológia, ktorú predstavili vedci zo švajčiarskej Swiss Federal Institute of Technology a amerického Standfordu, je však stále problematická najmä z hľadiska trvanlivosti. Zložky, ktoré absorbujú slnenčé svetlo sa pomorne rýchlo rozkladajú, predovšetkým v horúcom a vlhkom prostredí.

Viac o tejto technológii priniesli viaceré významné periodiká – časopisy Nature, Nature Energy či Science.

Skladovanie uhlíka

Významný posun v uplynulom roku nastal i v technológii, ktorá s produkciou energie z OZE priamo nesúvisí, no pre globálnu energetiku, energetickú politiku a klimatickú politiku môže mať v budúcnosti obrovský význam. Hoci v minulosti sa podarilo vyvinúť už viacero metód na zachytávanie emisií uhlíka priamo v elektrárňach, zásadnou otázkou ostáva, čo so zachyteným uhlíkom robiť.

Prielom v tomto smere môže priniesť technológia ukladania oxidu uhličitého do skál. Islandský CarbFix Project tento spôsob ukladania uhlíka realizuje už od roku 2012. Islanďania ukladajú oxid uhličitý hlboko pod povrch, kde CO2 reaguje so sopečnými bazaltovými horninami. Podľa správy, ktorú zverejnili v júni 2016 v časopise Science až 95% takto uloženého oxidu uhličitého zminirealizovalo v priebehu iba dvoch rokov – podstatne rýchlejšie než stovky či tisíce rokov, ako očakávali najskeptickjšie odhady.

Keďže každoročne svet produkuje takmer 40 miliárd ton oxidu uhličitého, islandské riešenie vzbudilo v minulom roku v environmentálnych kruhch obrovskú pozornsť. Problémom sa však môže stať ukladanie CO2 v inom než vulkanickom podloží, najmä v seizmicky nestabilných oblastiach a na morskom dne, upozorňujú kritici.

Premena oxidu uhličitého na etanol

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