CO2 – tři atomy pro čistou budoucnost

Ropy je stále méně, je stále nedostupnější a CO2 představuje stále větší problémy pro světové klima. Proto hledají chemici nové možnosti náhrady fosilních surovin i smysluplného využívání skleníkových plynů. Společně s partnery vědci od Bayera zabudovávají CO2 do molekulární struktury polyuretanů a šetří tak ropu. V budoucnosti může proud pro výrobu plastů dokonce pocházet z regenerativních zdrojů. Chemici nyní chtějí CO2 využívat jako základní substanci nových materiálů. Smysluplné je to například u polyuretanu (PUR), protože CO2 lze zabudovat do polyolů, sloužících jako surovina k výrobě PUR. Například při izolování budov proti chladu a horku ušetří PUR cca 70krát více energie než se spotřebuje na jeho výrobu. PUR izoluje chladničky, zvyšuje pohodlí autosedaček a pružnost sportovní obuvi. Světově se ročně zpracuje cca 13 mil. t materiálu a tendence je stoupající. Podle nejnovějších výzkumů bude možné používat CO2 k hospodárnému vnášení uhlíku do polyuretanu. O užitečnosti molekul oxidu uhličitého nás přesvědčuje sama příroda při fotosyntéze. Ale tak jednoduše to v chemickém průmyslu nepůjde. Molekuly CO2 jsou chemicky stabilní a sotva reagují s jinými substancemi. CO2 se dá přeměnit na užitečný chemický stavební kámen. Jediným předpokladem jeho nasazení je instalace praček kouřových plynů. Pro ně jsou potřebné dostatečně velké plochy. Chceme-li CO2 využívat jako surovinu, musíme napřed odstranit její malou reakční aktivnost. K tomu je potřebný katalyzátor. Od 60. let hledají vědci na celém světě vhodné urychlovače. Dlouho bez většího úspěchu. Využití CO2 pro výrobu plastů je zatím stále nehospodárné. Před několika lety objevili výzkumníci společnosti Bayer vhodný katalyzátor na bázi zinku. Další vývoj potom probíhal velmi rychle a během krátké doby se vykročilo z laboratoří k realizaci. Za tím účelem spolupracoval na projektu „Dream Production“ podporovaném z veřejných prostředků kromě Bayer Technology Services také Bayer MaterialScience, dodavatel energie RWE Power, RWTH, Cáchy a tamtéž sídlící CAT Catalytic Center, výzkumné zařízení provozované společně s vysokou školou a Bayer AG. V únoru 2011 převzali do provozu vědci u společnosti Bayer v Leverkusenu pilotní zařízení, v němž je CO2 z RWE elektrárny v Niederaussemu u Kolína poprvé ve velkém měřítku slučován s propylenoxidem. Výsledkem je světlá, viskózní substance polyol, jeden z obou stavebních kamenů k výrobě polyuretanu. Zařízení navrhli a postavili u Bayer Technology Services a provozuje je Bayer MaterialScience. Cílem je komerční průmyslové nasazení techniky od roku 2015. Prvním komerčním produktem mají být matrace. Každý gram uhlíku v polymeru, pocházející z CO2, může ušetřit cennou ropu. Před využíváním CO2 ve velkém stylu musí být objasněny dvě základní otázky. Je nový postup skutečně celkově lepší než stávající procesy a bude skutečným výsledkem úspora CO2? Odpověď hledají nezávislí vědečtí pracovníci RWTH v Cáchách a na katedře Technické termodynamiky. Mimořádně komplexní analýza stále pokračuje. Ale už první výsledky byly uspokojivé. Po dobu životního cyklu spotřebuje nová metoda méně energie a produkuje méně oxidu uhličitého. Další konsorcium pod vedením společnosti Bayer pracuje na využití energie regenerativních zdrojů. Přírodní zdroje nejsou k dispozici rovnoměrně. Vznikají proudové špičky – nadbytek nabídky – a nejsou k dispozici akumulační média. Kromě přečerpávacích elektráren mohou být přebytky proudu akumulovány také chemicky. Tento postup sleduje iniciativa CO2RRECT (CO2 Reaction using Regenerativa Energies and Catalytic Technologies) pod vedením Bayer Technology Services. Sdružuje Bayer Material- Science, RWE, Siemens a řadu dalších význačných institucí. Cílem je využití proudových špiček a vytvoření nosiče energie z vody prostřednictvím elektrolýzy. Vodík může být spolu s CO2 přeměněn na meziprodukty (kyselina mravenčí CH2O2 nebo oxid uhelnatý CO). Z CO se dají opět vyrobit isokyanáty i polyolein. Tím se okruh uzavírá. Přesto je vše teprve hudbou budoucnosti. Koncem roku 2010 se rozběhl finančně podporovaný výzkumný projekt. Ale technická realizace je z dnešního pohledu myslitelná teprve od roku 2020. Svět nepotřebuje pouze ochranu klimatu, nutná je rovněž generální změna surovinové základny chemického průmyslu, která vyžaduje zcela nové procesy a zařízení. Iniciativa spočívá v chování průmyslu. Velká odvětví jako je chemie a energetika spolu těsně souvisí. Proto je velmi důležité využívat synergii. ?????????/an/