Téma měsíce: V českém plazmatronu si elektrický výboj rozumí s vodou
Všelijaký organický odpad se běžně likviduje spalováním. Při hoření ale vzniká spousta nebezpečných látek, včetně obávaných dioxinů, protože hoření ve spalovnách probíhá při poměrně nízkých teplotách. Vědci z Ústavu fyziky plazmatu Akademie věd České republiky šli na to úplně jinak, bez hoření. Vyvinuli unikátní zařízení, ve kterém dochází k rozkladu látky až na samotné atomy! Energie potřebná ke zplynění látky a k rozložení molekul na atomy je dodávána plazmatem. Tady je ale nutné si nejprve něco objasnit. Použité plazma vzniká v plazmatronu. A ne ledajakém, jak upozorňuje docent Milan Hrabovský.
Čím se tedy liší plazma vytvořené českým vodním plazmatronem od jiných typů plazmatu?
"Je nutné říci, že mluvíme o plazmatech elektrických výbojů, které vznikají při atmosférickém tlaku nebo tlaku o trochu nižším. Pokud srovnáváme plazma, vytvořené v těchto výbojích, tak naše plazma má podstatně vyšší teploty, přibližně dvakrát vyšší než u ostatních systémů. A zároveň je výrazně vyšší rychlost výtoku plazmatu, to znamená rychlost proudění. My dosahujeme rychlosti osm kilometrů za sekundu, při snížených tlacích až 14 kilometrů, což je velice vysoká rychlost, která se zase dá použít u plazmových technologií. Stejné množství plazmatu rovněž přenáší podstatně víc energie. Ve srovnání s některými typy plazmatu je na stejné množství plazmatu přeneseno až stokrát víc energie. To znamená, že také při využití této energie pro plazmové technologie mají systémy s naším plazmatronem podstatně větší účinnost, podstatně větší rychlost procesu. Mohou být využívány v takových podmínkách, kdy je potřeba mít extrémní parametry plazmatu."
"Kombinace elektrického výboje, který je v přímém kontaktu s vodou, to je skutečně velice výjimečné. Díky tomu, že je to výjimečný systém, tak také parametry plazmatu, které se vytvoří, jsou výjimečné, extrémní."
Čeští vědci se přitom ujistili, že jejich plazma dokáže v reaktoru rozložit různé organické látky až na atomy. Byl by to tedy vynikající likvidátor odpadu. A zároveň lze tento proces snadno řídit.
"Všechna energie je donesena plazmatem. Je předána látce a vytvoří se plyn. Molekuly plynu se potom rozkládají buď na atomy nebo jednodušší molekuly. Záleží na procesu, který se v reaktoru nastaví. Plazma má velikou výhodu v tom, že tato procesy lze velice snadno řídit, protože příliv energie mohu snadno kontrolovat, mohu kontrolovat vlastnosti a parametry plazmatu."
Zahraniční plazmatrony založené na stabilizaci elektrického oblouku vzduchem mají nevýhodu v tom, že v reaktoru je velké množství molekul nebo atomů kyslíku a dusíku, které do reaktoru zaneslo plazma, a pak je tam ještě plyn, který vzniká rozkladem organické látky. Taková směs může vést i ke vzniku molekul nebezpečných látek.
"V našem případě je to trošku jiné. Stejné množství energie je přivedeno stokrát menším množstvím plazmatu. A to naše plazma je voda H2O, čili vodík a malé množství kyslíku, stokrát menší množství kyslíku než u zahraničních plazmatronů. Proto lze v našem případě daleko lépe řídit chemické procesy, protože tam mohu dodáváním potřebného množství látek určovat chemické složení produktu. Nemám tam to určení, že plazma tam přidává velké množství dusíku a kyslíku."
Další velkou výhodou českého plazmatronu oproti zahraničním je to, že díky dvojnásobně vyšší teplotě plazmatu se v reaktoru udržuje daleko vyšší hladina ultrafialového záření.
Milan Hrabovský říká, že principiálně lze v reaktoru likvidovat jakékoliv nebezpečné látky, včetně třeba bojových plynů. To ale není práce pro Ústav fyzika plazmatu.
"My nejsme na zacházení s takovými látkami vybaveni. My studujeme vlastnosti našeho plazmatu při rozkladu modelových látek. Soustředili jsme se na organické látky typu dřeva různých plodin. A z těchto organických látek vytváříme syntetický plyn, to znamená směs vodíku a kysličníku uhelnatého velmi vysoké kvality, bez přítomnosti škodlivých organických sloučenin, založených na složitějších molekulách. Důležitý je vysoký obsah vodíku, což je výhodné pro řadu aplikací v chemii nebo pro výrobu biopaliv."
Systém tedy organický odpad zlikviduje a zároveň vytvoří druhotnou ekologicky čistou surovinu. Samotný český plazmatron je už patentován. Nyní se připravují patenty pro různé technologie.
