S rostoucí naléhavostí boje proti změnám klimatu roste i cena emisních povolenek. Průmyslovým podnikům se již brzy může vyplácet investovat do technologií, které pomohou oxid uhličitý ze spalin zachytávat, namísto placení za povolenky, které opravňují skleníkové plyny vypouštět do ovzduší. Jednou z cest, jak CO₂ ze spalin zachycovat, jsou sprejové kolony s rozstřikovacími tryskami neboli atomizéry. Na jejich vývoji pracují odborníci ze strojní fakulty VUT v Brně.

Atomizér zní jako složitý pojem, ve skutečnosti jsme jimi ale obklopeni i v běžném životě. Zařízení, které umí kapalinu rozstříknout do prostoru, používáme v medicíně, drogérii, při úklidu domácnosti i péči o květiny. „Účelem atomizéru je přetvořit kapalinu do podoby malých kapiček, které pak mají vhodnější vlastnosti pro danou aplikaci, než když je kapalina v celku. Například mají podstatně větší celkovou plochu, klidně tisíckrát i milionkrát větší, než kapalina v kompaktní podobě. Díky tomu se mohou kapky snadněji vsáknout či odpařit, lépe nanášet, nebo na sebe vázat různé škodliviny,“ popisuje obecný princip vedoucí Laboratoře sprejů Jan Jedelský z Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně.

Výrazně sofistikovanější atomizéry by mohly pomoci v boji se skleníkovými plyny a dalšími škodlivinami. „Sprejové čištění spalin pomocí trysek nebo atomizérů už bylo vyvinuto po stránce chemické a procesní, ale nikdo se nezabýval tím, jaká tryska je nejvhodnější, jak optimalizovat její parametry a maximalizovat efekt vzniklého aerosolu. Rozhodli jsme se využít našeho know-how a v roce 2020 jsme se pustili do vývoje nové trysky, která by měla být maximálně efektivní a tedy i energeticky úsporná,“ říká Jedelský.

Zařízení pro sprejové zachytávání CO₂ si lze představit jako komoru, do níž zespodu přichází znečištěný plyn, typicky spaliny například z uhelné nebo plynové elektrárny, a shora je rozstřikována kapalina, která ze spalin vychytá škodliviny, konkrétně třeba oxid uhličitý. Z kapaliny se pak CO₂ dalšími procesy odstraní a ta se – v ideálním případě v původní podobě – vrací zpátky do systému, kde cirkuluje.

Sprejové zachytávání CO₂ ze spalin se zatím v průmyslovém měřítku prakticky nevyužívá. Rostoucí ceny emisních povolenek ale dělají z odstraňování skleníkových plynů téma, které brzy začne být zajímavé i pro velké firmy. Ačkoliv během letošního března ceny emisních povolenek výrazně poklesly, v posledních osmi letech vytrvale rostly až na zhruba třicetinásobek ceny z roku 2013. V únoru letošního roku se tuna vypuštěného CO₂ obchodovala těsně pod hranicí sto eur. „Díky tomu roste motivace nasazení podobných technologií. A je proto důležité, aby fungovaly co nejefektivněji a nejlevněji a aby jejich provoz dával smysl i z hlediska spotřeby energie,“ vysvětluje Jedelský.

Slabým místem procesu je otázka, co se „sebraným“ oxidem uhličitým dělat dál. I na tom už vědci po celém světě pracují a Jan Jedelský věří, že najdou řešení, ať už to bude ukládání oxidu uhličitého do podzemních kavit, nebo třeba vtlačování do mořského dna. „Bude jenom dobře, pokud se naučíme oxid uhličitý zachytávat. Dlouhou dobu byl uložen ve fosilních palivech pod zemí a musíme nějak kompenzovat, že jej dnes masivně uvolňujeme. Pokud se do této oblasti hodně zainvestuje, byli bychom jako lidstvo schopni tyto technologie do pár let nasadit do ostrého provozu,“ věří Jedelský.

S týmem kolegů z Odboru termomechaniky a techniky prostředí směřuje k obecnému návrhu vylepšeného atomizéru, který bude hotový na konci letošního roku. „Budeme vědět, jak má systém fungovat, nicméně nebudeme schopni jej nabízet firmám jako hotové řešení, pro každou aplikaci bude potřeba atomizér individuálně přizpůsobit. Nicméně právě naše databáze a navržené řešení budou prvním krokem optimalizace zařízení pro konkrétní provoz. Výsledky našeho výzkumu budou veřejně dostupné,“ uzavírá Jedelský.