.jpg)
Vědci z Univerzity Johannese Gutenberga v Mohuči (Johannes Gutenberg University Mainz - JGU) vyvinuli metodu, která umožňuje získávat cenné suroviny - mravenčan a vodík - z odpadního produktu, kterým je glycerol. Mravenčany jsou soli kyseliny mravenčí a nacházejí široké uplatnění jak v chemickém průmyslu, tak také např. ve stavebnictví, zatímco vodík může sloužit například jako nosič energie pro pohon vozidel.
Novou metodu lze provozovat s využitím elektřiny z obnovitelných zdrojů a nevznikají při ní emise CO₂. Výsledky výzkumu tým nedávno publikoval v odborném časopise Advanced Energy Materials. Profesor Carsten Streb z Katedry chemie JGU, který studii vedl, její přínos shrnul: „Náš přístup by mohl významně přispět k elektrifikaci chemického průmyslu. To je zásadní faktor pro rozsáhlý průmyslový rozvoj zaměřený na snižování emisí CO₂. Procesy, které dnes vyžadují velké množství ropy nebo zemního plynu, by mohly být v budoucnu provozovány s využitím udržitelné elektřiny.“
Nový proces vychází z osvědčené metody elektrolýzy vody, při níž se pomocí elektrické energie štěpí voda na vodík a kyslík. V rámci tzv. hybridní elektrolýzy však vědci kromě vody použili jako surovinu také glycerol, který vzniká ve velkých objemech jako vedlejší produkt při výrobě bionafty. Druhým produktem elektrolýzy tak nebyl kyslík, ale mravenčan neboli formiát (sůl kyseliny mravenčí). Formiáty se obvykle vyrábějí z ropy, přičemž tento proces produkuje značné emise obtěžujícího CO₂. Streb k tomu doplnil: „Elektrochemická výroba formiátů z glycerolu je naopak CO₂-neutrální, pokud se provádí s využitím zelené elektřiny.“ Z chemického hlediska se vědcům podařilo během elektrolýzy glycerolu rozložit glycerol se třemi uhlíky v řetězci a získat mravenčan, jehož molekula obsahuje pouze jeden atom uhlíku.
Klíčovou součástí nového procesu je inovativní katalyzátor vyvinutý výzkumným týmem. Na molekulární úrovni kombinuje v těsné blízkosti dva kovy – měď a palladium. Streb vysvětlil: „Nejenže se nám podařilo tento katalyzátor připravit, ale už také velmi dobře rozumíme tomu, jak materiál funguje a jak lze jeho provoz optimalizovat.“ Teoretické i experimentální poznatky k tomu poskytl spolupracující tým z National Taiwan University of Science and Technology.
Tým vedený Strebem se nyní plánuje zaměřit na to, zda bude možné nahradit drahé ušlechtilé palladium v katalyzátoru běžněji dostupnými a levnějšími kovy. Vědci plánují jít ale dále: chtějí vyvinout novou metodu, jak přeměnit mravenčan na metanol, protože poptávka po metanolu je totiž výrazně vyšší než po formiátu. Řešením by mohlo být zavedení druhého elektrolytického kroku spočívajícího v redukci.
Výzkum na JGU probíhal v rámci špičkové výzkumné oblasti SusInnoScience (Sustainable chemistry as the key to innovation in resource-efficient science in the Anthropocene), jejímž cílem je vývoj udržitelných chemických a biotechnologických výrobních procesů. Tato výzkumná oblast na JGU je financována prostřednictvím Výzkumné iniciativy spolkové země Porýní-Falc. Současně se práce stala součástí programu Sustainable Processes and Materials v rámci sdružení Rhine-Main Universities (JGU, Goetheho univerzita ve Frankfurtu nad Mohanem a Technická univerzita v Darmstadtu). Za zmínku stojí i to, že pět zapojených postdoktorandů bylo podpořeno Nadací Alexandra von Humboldta. „Jde o mezinárodní projekt, který výrazně těží z toho, že díky Humboldtově nadaci můžeme získávat skvělé talenty z celého světa, “ uzavřel Streb.
Publikace: S. Abera Chala et al., Molecular Bottom-Up Design of Single-Site Copper-Palladium Catalysts for Selective Glycerol Electro-Oxidation, Advanced Energy Materials, 6 January 2026, DOI: 10.1002/aenm.202504456, https://doi.org/10.1002/aenm.202504456
Více informací: https://press.uni-mainz.de/climate-friendly-generation-of-formate-and-hydrogen-from-the-waste-product-glycerol/
.png)