29.8.2016 | Svátek má Evelína






JAPONSKO: V Pacifiku už začíná doba vodíková

22.7.2014

Kolem roku 1780 italský učenec Luigi Aloisio Galvani postřehl při pokusech s elektrostatickou elektřinou, že žabí stehýnka pod těmito impulsy konají pohyb. Historii řady dnešních vymožeností je možné zpětně vysledovat až v těch Galvaniho pokusech - např. EKG (elektrokardiograf), EEG (elektroencefalograf), AED (automatizovaný vnější defibrilátor). Do Galvaniho pokusů pak nepříznivě zasáhla světská moc. Ta po francouzské okupaci severní Itálie vyžadovala od univerzitního štafu přísahu loajality. Bez toho nebylo možné si udržet akademickou pozici a přísun prostředků na výzkumy, a tak vlastenec Galvani upadl do chudoby.

Na jeho pokusy nicméně navázal Alessandro Volta, který však rychle abstrahoval od žabích stehýnek. A namísto generování statické elektřiny třením (jako tření ebonitové tyče liščím ocasem) vytvořil v roce 1800 jako reprodukovatelnější a použitelnější zdroj elektrickou baterii. Ta byla původně známa jako Voltův sloupec. V něm se střídaly měděné a zinkové plíšky proložené papírem nasáklým v kyselině sírové. Tak vznikl prvý elektrochemický zdroj proudu, za což Napoleon Voltu povýšil do šlechtického stavu (a jeho jméno je navždy zachováno v jednotce napětí).

Vzápětí dva Angličané, William Nicholson a Anthony Carlisle, zjistili, že když se dráty od obou pólů Voltova sloupce zavedou do vody, objeví se kolem nich roje bublinek – elektrochemicky generovaný vodík a kyslík. Po čtyřech desetiletích se poznatky nakupily v rozsahu, který umožňoval pokročit k sjednocování představ o různých formách energie, jejich zachování a přeměnách, což např. vedlo k mechanickému ekvivalentu tepla, který v r. 1843 změřil fyzik a pivovarník James Prescott Joule (jeho jméno je navždy zachováno v jednotce energie). Ale ještě před tím jiný Angličan, fyzik a sudí William Robert Grove, také vedený snahou prokázat přeměny a ekvivalence různých druhů energie, sestavil plynový aparát, ve kterém docházelo k opaku elektrolýzy. Tedy tvorbě vody z obou plynů, a to za současné produkce elektrického proudu. K možnosti obrátit směr elektrolýzy vody a získávat při tom elektrický proud se v té době dopracoval i německý chemik Christian Friedrich Schönbein, jinak objevitel ozónu. Tak vznikly tzv. palivové články či plynové elektrody, umožňující přímou konverzi chemické energie na elektřinu. Jinými slovy, již před nějakými 175 lety čistý základní výzkum nabídl ucelenou koncepci toho, co se dnes nazývá vodíkové hospodářství, a tedy i řešení budoucího problému skleníkového efektu.

První vodíková stanice

Chihiro Tobe, ředitel Úřadu pro podporu vodíkového hospodářství na Japonské agentuře pro přírodní zdroje a energii plní 14.7.2014 první nádrž v nové vodíkové čerpací stanici ve městě Amagasaki

K oživení zájmu o palivové články došlo v padesátých letech - jako alternativního zdroje elektřiny při kosmických letech, vedle solárních panelů. Vodík a kyslík jsou tak využívány v některých raketových motorech a voda odpadající při chodu palivového článku je i přirozeně využitelná posádkou. Tento oživený zájem vedl k optimalizacím palivových článků, využívání platinových kovů jako katalyzátorů, plastů jako membrán. Vznikla celá řada typů lišících se materiálem elektrod, typem elektrolytů (včetně tuhých) i provozní teplotou.

Věc se zitenzivnila, když se začal rýsoval Kjótský protokol, platby za emise kysličníku uhličitého. Vodíkové hospodářství totiž nabízí zcela čisté řešení. Elektřinou z jaderných či solárních elektráren se provede elektrolýza vody. Energie se fakticky uloží do vznikajícího vodíku, libovolně skladovatelného. A vodík pak slouží k pohonu prostřednictvím proudu vyráběného v palivových článcích (kyslík se přivádí ze vzduchu). Z vody se vychází a vodou se končí, žádný kysličník uhličitý nevzniká. Vodík se může produkovat i jinými, dokonce levnějšími způsoby. Vodíkem se už dřív i topilo a svítilo, neb byl spolu s kysličníkem uhelnatým součástí svítiplynu. Vodík se dá získávat i při konverzi zemního plynu nebo třeba fermentací biomasy.

Toyot aFuel Cell Vehicle

Vice-prezident Toyoty Mitsuhisa Kato představuje model Toyota FCV (Fuel Cell Vehicle - vozidlo s palivovým článkem).

Na tomto pozadí světové automobilky začaly vyvíjet automobily na vodíkový pohon. Toyota plánuje do března 2015 zahájit v Japonsku prodej svého modelu FCV (Fuel Cell Vehicle - vozidlo s palivovým článkem) se startovní cenou kolem 1,4 miliónu Kč. A během pár měsíců poté i v dalších zemích, kde se budují vodíkové čerpací stanice jako Skandinávie, USA, Kanada. V polovině července byla i ve městě Amagasaki zhruba na půl cesty mezi Tokiem a Fukuokou otevřena taková vodíková čerpací stanice. Do března 2016 má být v Japonsku takových stanic k dispozici stovka. Vodík je ve vozidle uložen v nádrži pod tlakem 700 atm. Jedno natankování nádrže trvá tři minuty a umožňuje 700 km jízdy. Cena vozidla by se měla vyvíjet s velkosériovou produkcí, snižováním potřeby platinového katalyzátoru, přechodem od tlakových nádrží na fyzikálně-chemické systémy ukládání vodíku, daňovými opatřeními ze strany státu, penalizací emisí kysličníku uhličitého. Předpokládá se též přechod k vodíkovým autobusům a zásobním elektro-generátorům pro průmysl a instituce pro výpadky sítě při živelných pohromách (bývalo by stačilo pár takových zásobních generátorů na střeše a nemuselo dojít k fukušimské havárii).

Jistě existuje mnoho důvodů, proč Dálný východ vzkvétá a v Česku to jde od desíti k pěti. Pokud ale by měl být vyčleněn jen důvod jeden, tak je to systém přijímání na VŠ. Jakékoliv významnější místo v zemích dálněvýchodních tygrů mohou zastávat jen absolventi dobrých univerzit. Na dobrou univerzitu se dostanete, jen když v celostátním dvoudenním písemném testu získáte excelentní počet bodů. Testy jsou univerzální, zcela stejné pro všechny školy a všechny obory, a pokrývají prakticky celé učivo - od matematiky po angličtinu, od japonštiny po chemii. Toto je síto, kterým prostě biomasy projít nemůžou (no, a u nás naopak úplně stačí, jen si podvodně nastavit řádkování tiskárny). Člověk, který skutečně zvládl celé středoškolské učivo, má samozřejmě jasno třeba i v tom, že od takového r. 1800 prakticky všechno, co zlepšilo kvalitu života, tak či onak bylo výsledkem základního výzkumu. A nebude se proto nikdy snažit základní výzkum zlikvidovat, jak se to u nás téměř podařilo jednomu absolventu vojenského gymnázia.

Autor strávil přes dvacet let na Dálném východě a v Tichomoří. Je též prvním známým Caucasianem (jak Japonci říkají Evropanům apod.), který se stal řádným univerzitním profesorem v obou nejvyspělejších zemích Dálného východu. Jeho hlavním oborem je fullerenová věda a nanotechnologie. Pohodové čtení, jak se, ač původem z moravské vísky, dostal až do Pacifiku, najdou případní zájemci zde.



Přidejte zkušenost se svou porodnicí na eMimino.cz
Přidejte zkušenost se svou porodnicí na eMimino.cz

pomůžete tak jiným maminkám, které mají porod před sebou.

Diskuse


J. Kuka
18:39
22.7.2014

J. Lepka
21:04
22.7.2014

M. Mýval
14:01
22.7.2014

R. Langer
12:41
22.7.2014

J. Křivánek
11:16
22.7.2014

M. Pivoda
12:58
22.7.2014

R. Langer
15:05
22.7.2014

M. Pivoda
16:30
22.7.2014

J. Křivánek
17:09
22.7.2014

J. Lepka
20:45
22.7.2014

B. Uhlich
21:08
22.7.2014

P. Sulc
20:07
22.7.2014

J. Křivánek
16:44
22.7.2014

D. Krajíček
9:07
22.7.2014

J. Vyhnalík
5:02
22.7.2014

M. Bezouška
7:27
22.7.2014

M. Bartak
7:45
22.7.2014

J. Křivánek
10:17
22.7.2014

R. Langer
12:51
22.7.2014

počet příspěvků: 25, poslední 25.7.2014 02:20









 Neviditelný pes
Toto je DENÍK: do sítě jde obvykle nejpozději do 8.00 hod. aktuálního dne. Pokud zaspím, opiji se, zešílím nebo se zastřelím, patřičně na to upozorním - neboť jen v takovém případě vyjde Pes jindy, eventuálně nikdy.
Šéfredaktor Ondřej Neff (nickname Aston), příspěvky laskavě posílejte na adresu redakce Jiřímu Wagnerovi, redaktorovi NP (nickname JAG). Rubriku Zvířetník vede Lika.