Cukor z rastlín možno vyrieši všetky problémy súčasných automobilov - od emisií až po závislosť od ubúdajúcich fosílnych palív. Vedci z University of Virginia v americkom Blacksburgu pracujú na metóde, ako lacno vyrábať vodík pre palivové články z rastlinných cukrov a škrobov. "O pár rokov možno ľudia budú so svojimi autami namiesto na čerpaciu stanicu jazdiť k miestnej drogérii," tvrdí odborník na biotechnológie z Virginia Tech v Blacksburgu Percival Zhang.
"Kúpite si balíček zmesi rastlinných škrobov alebo celulózy a hodíte do nádrže svojho automobilu. Samozrejme, nebude mať spaľovací motor ako v súčasnosti, ale čistý, tichý a ekologický elektromotor poháňaný vodíkovými palivovými článkami," vysvetľuje Zhang.
Elektromobily s palivovými článkami nie sú žiadnou novinkou, ich rozšíreniu však bráni celý rad problémov. Percival Zhang tvrdí, že spolu so svojím tímom našiel cestu, ako ich jednoducho a lacno vyriešiť.
Palivo budúcnosti má problémy
Väčšina odborníkov sa zhoduje na tom, že vodík je palivom budúcnosti. Jeho okysličovaním vzniká veľké množstvo úplne čistej energie - jedinou splodinou je totiž vodná para. Navyše, nemusí sa dokonca ani spaľovať, keďže sa môže zlučovať s kyslíkom v palivových článkoch produkujúcich elektrinu.
Jednou z výhod týchto článkov je, že - na rozdiel od horenia - pracujú pri podstatne nižších teplotách. Energetická premena je účinnejšia, elektrický motor sa ovláda lepšie ako spaľovací, odpadá potreba intenzívneho ochladenia. Predovšetkým však nehrozí riziko vzniku nebezpečných oxidov dusíka.
Dokonale ekologický automobil poháňaný palivovými článkami tak môže vyzerať ako splnený sen ochrancov prírody. Nie je to však celkom pravda - v súčasnosti sú totiž s vodíkom aj problémy. Aj keď ide o dokonale čisté palivo, nevieme ho vyrobiť inak ako z ekologického hľadiska veľmi "nečistými" procesmi: buď chemickými reakciami z uhlia či zo zemného plynu, alebo z vody s pomocou elektrickej energie z klasických elektrární.
V budúcnosti sa síce predpokladá, že by sa pri jeho produkcii mohla využívať elektrická energia zo solárnych článkov. Ani tu sa však ťažkosti s najľahším plynom nekončia. Zatiaľ ho totiž nedokážeme lacno a bezpečne skladovať. Inžinier však verí, že našiel liek na všetky uvádzané problémy. Má ním byť výroba vodíka z rastlín s pomocou enzýmov.
"Je to najefektívnejšia a najľahšia cesta, ako tento plyn vyrábať," vyhlásil Percival Zhang na konferencii americkej Národnej chemickej spoločnosti. "Môžeme prekonať všetky bariéry, ktoré dosiaľ bránili rozvoju energetiky založenej na vodíku."
Automobil na paši
Otázkou pre vedcov i spotrebiteľov zostáva, či by sa mohol automobil namiesto čerpania paliva na benzínovej pumpe pásť ako kôň na lúke. Pre mnohých kuriózna predstava však nie je až taká nezmyselná, ako sa na prvý pohľad zdá.
Zhangova myšlienka totiž vychádza zo skutočnosti, že všetky rastliny sú zložené z uhľovodíkov a obsahujú preto vysoké percento vodíka. Organické zlúčeniny rastlinného pôvodu sa dajú bežnými biotechnologickými postupmi pomerne jednoducho a ľahko rozkladať na jednoduchšie zlúčeniny, ako sú napríklad cukry, škroby atď. Na rovnakom princípe funguje mnoho bežných biotechnológií vrátane tej najstaršej - získavania alkoholu pomocou kvasiniek. Prečo by teda rozklad nebolo možné dotiahnuť až do konca a vyrábať čistý vodík?
Ak by sa takto podarilo vodík vyrábať, stal by sa z neho obnoviteľný zdroj. Dôvod? Rastliny totiž nie sú nič iné než akési akumulátory nevyčerpateľnej slnečnej energie. Navyše, na tento účel by sa mohla použiť prakticky akákoľvek rastlinná hmota vrátane odpadov z poľnohospodárstva a potravinárstva. Aj preto na výskume takých postupov pracujú niektorí vedci už dlhší čas. Problémom však bola doteraz nízka účinnosť procesu.
Percival Zhang a jeho tím sa preto nesnažia štiepiť uhľovodíky s pomocou mikroorganizmov, ako to bolo doteraz. Využívajú priamo enzýmy - látky, ktoré v živých organizmoch sprostredkúvajú a urýchľujú chemické reakcie. Vedci vybrali trinásť rôznych enzýmov, ktoré dokážu premeniť rastlinnú celulózu najskôr na cukry a škroby, v ďalšom stupni na čistý vodík a oxid uhličitý. Proces pritom nezvyšuje množstvo CO2 v prostredí, pretože ide iba o navrátenie tohto plynu späť do prírodného kolobehu. Lacno získaný vodík sa potom použije na energetické účely.
Lacný vodík najneskôr o desať rokov
Využívanie enzýmov na rozklad rastlinnej hmoty je podľa Zhanga trikrát efektívnejšie ako využitie mikroorganizmov. Vedci tiež predpokladajú, že reaktor na výrobu vodíka z rastlinných cukrov, škrobov či celulózy bude môcť byť zabudovaný priamo v automobiloch. Odpadlo by tak drahé, nebezpečné a ťažké skladovanie čistého vodíka vo zvláštnej nádrži.
Ďalšou možnosťou je vybudovať bohatú sieť čerpacích staníc rozmiestnených popri cestách, ktoré by priamo na mieste vyrábali vodík z rastlinnej produkcie okolitých poľnohospodárskych a potravinárskych podnikov či lesných závodov. Odpadol by tak jeden z riskantných a drahých článkov predpokladanej vodíkovej energetiky: distribúcia výbušného plynu.
Proces má zatiaľ aj svoje tienisté stránky: je pomalý a efektívnosť výroby ešte stále nestačí na priemyselnú produkciu. Vedci sa preto snažia nájsť enzýmy, ktoré by fungovali pri vyšších teplotách, čo by urýchlilo chemické reakcie. Dotiahnutie myšlienky do konca je podľa Percivala Zhanga otázkou ôsmich až desiatich rokov.