Udržitelná energetika a šetrnější průmysl, představujeme výzkumné cíle ostravského Centra nanotechnologií

Nanotechnologiemi a novými nanomateriály se už téměř dvě desetiletí zabývají vědci na Vysoké škole báňské – Technické univerzitě Ostrava. Od roku 2021 jsou tamní vysokoškolské ústavy spojené do jednoho. Dohromady tvoří Centrum energetických a environmentálních technologií (CEET).

Nové materiály pro energetiku, alternativní zdroje energie, efektivní využití strategických surovin a likvidace starých ekologických zátěží, to jsou témata, která rezonují na ostravské akademické půdě. Nanotechnologie se s velkou pravděpodobností ve všech těchto oblastech stanou významnými pomocníky. Centrum nanotechnologií, které se v čele s profesorkou Danielou Plachou stalo součástí CEET, u toho nechce chybět. I to vedlo k jeho zařazení na program nedávné mezinárodní konference NanoCzech Liberec 2023.

„Naše pracoviště se zaměřují na nová řešení environmentální problematiky a udržitelné energetiky. Reagujeme na evropské a světové trendy, ale zároveň přinášíme témata, která jsou šancí pro transformaci našeho regionu,” říká úvodem Daniela Plachá a zmiňuje při tom jeden z aktuálních projektů, vývoj nanokatalyzátorů. „Pomáhají čistit kontaminované odpadní vody a ovzduší a zároveň dovedou zefektivnit různé typy reakcí využívaných v průmyslu. Tím snižují energetickou náročnost výroby i množství vyprodukovaného odpadu.”

Čím vědci u nových materiálů dosahují těchto benefitů? Vytvářejí je v nanoměřítku na úrovni molekul a atomů. Ve světě, kde se měří na miliardtiny metru. Lepší fyzikální a chemické vlastnosti jsou pak dané především přesnější a „na míru šitou” strukturou těchto materiálů.

Nanomembrány pro vodíkové palivové články

V energetice se nanotechnologie nejčastěji skloňují v souvislosti s novými druhy nanomembrán. „Chceme přispět k vývoji co nejlepších materiálů pro získávání, přeměnu či přenos a uchovávání energie,“ popisuje cíle ostravských vědců Daniela Plachá. „Velkým tématem spojeným s masivním nástupem elektromobility bude zpětné získávání vzácných materiálů z vyřazených baterií. Především lithia. I zde se rýsují řešení využívající nanotechnologie,“ dodává Daniela Plachá.

Ostravští vědci se zabývají i projekty zaměřenými na tolik skloňovanou vodíkovou energetiku. „Za pomoci nanomateriálů se snažíme zvýšit efektivitu technologií produkujících vodík. Například chceme zvýšit jeho čistotu a díky tomu dosáhnout většího výkonu a delší životnosti vodíkových palivových článků.”

Ostravsko na cestě k novým technologiím

Centrum nanotechnologií a celé Centrum energetických a environmentálních technologií má ještě jednu významnou úlohu. Pozdvihnout region, který čelí útlumu těžby černého uhlí a metalurgie a potýká se s úbytkem mladých lidí.

Na spadnutí je projekt REFRESH, jehož cílem je pomoci Ostravsku v posunu od těžebního a těžkého průmyslu do oblasti nových chytrých technologií. „Univerzitě má přinést prostředky, které nám umožní rozšířit vědeckou základnu a přijmout nové experty,“ očekává Daniela Plachá a jedním dechem dodává, že je před nimi ještě hodně práce. Na CEET si uvědomují, že musí být dostatečně atraktivní, aby špičkoví vědci a výzkumníci z různých míst Česka i zahraničí chtěli v Ostravě žít a pracovat.

Nanotechnologie otvírají cestu do světa

Ani v současnosti se vědci z Centra nanotechnologií neuzavírají jen do svých laboratoří. Kromě bádání vyučují mladé lidi studující obor Nanotechnologie na Vysoké škole báňské - Technické univerzitě Ostrava. Spolupracují i se zahraničními vysokými školami a prestižními vědeckými pracovišti v zahraničí. Momentálně například ve Španělsku, Francii, Velké Británii a v blízkém Polsku.

„Nově rozjíždíme spolupráci s experty na nanotechnologie z USA. Chceme propojit poznatky z různých částí světa a co nejrychleji je učinit použitelnými v praxi. Důležitým cílem je i pomoc mladým českým vědcům k úspěchu za hranicemi,” říká Daniela Plachá.

Propojení s firmami je pro využití technologií a materiálů klíčové, ať už jde o zavedené průmyslové podniky nebo inovativní lokální firmy a startupy. Proto je ráda, že se Centrum nanotechnologií mohlo prezentovat na mezinárodní konferenci NanoCzech Liberec 2023. „Kolega Radek Zbořil zde představil náš vývoj nanokatalyzátorů a roli, jakou hrají při snižování znečištění životního prostředí. Ukázal i naše další aktivity ve výzkumu technologií určených pro udržitelnou energetiku a recyklaci strategických surovin,” uzavírá Daniela Plachá. S nadějí v hlase dodává že do fáze aplikace by v těchto progresivních oborech rádi dospěli v řádu několika málo let.