Zařízení Simbios z Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně postoupilo do užšího výběru nápadů, které se ucházely o finanční podporu v mezinárodní soutěži XPRIZE Carbon Removal. Z 1133 týmů z celého světa porotci vybrali jenom 287 nejnadějnějších, patnáct z nich získalo „Milestone Award“ ve výši milion dolarů. Brněnský projekt sice nakonec na odměnu nedosáhl, podle VUT je ale už jeho postup mezi elitu velkým úspěchem.
Brněnský fotobioreaktor se kvalifikoval do soutěže o miliony dolarů. Peníze věnoval Elon Musk
Fotobioreaktor Simbios je trychtýř plný řas. Ty v trubicích podobně jako rostliny spotřebovávají díky fotosyntéze oxid uhličitý a produkují kyslík. Fotobioreaktor sám o sobě není žádnou novinkou, díky nápadu výzkumníka Stanislava Věcheta ale získal zcela nový tvar a tím i reálnou možnost pomoci se zachytáváním oxidu uhličitého z atmosféry.
„Problémem fotobioreaktorů je paradoxně slunce. U stávajících zařízení nelze naplno využít jejich potenciál: buď mají velký objem a malou plochu, kam dopadá světlo, anebo jde o spirály s velkou plochou, které si navzájem stíní. Obojí není ideální – a to jsem chtěl změnit,“ vysvětluje Věchet, který na strojní fakultě působí na Ústavu mechanika těles, mechatroniky a biomechaniky.
Stanislav Věchet a zařízení Simbios
S návrhem optimálního tvaru pomohla umělá inteligence. „Využil jsem takzvaného generativního designu. Umělé inteligenci nastavíme okrajové podmínky, například jak svítí slunce v dané zeměpisné šířce, a necháme ji vygenerovat ideální tvar. V našem případě se jako optimální ukázal trychtýř, jehož tvar se bude měnit podle toho, kde ve světě by se zařízení instalovalo. Příroda se vlastně neustále opakuje, i květiny se jako trychtýře otevírají směrem ke slunci. Pro maximální využití světla je to ten nejlepší tvar,“ říká Věchet.
Většina součástek Simbiosu je vyrobena 3D tiskem, Věchetova vize je proto taková, že by se zařízení pomocí umělé inteligence navrhovalo na míru konkrétnímu místu a účelu a vyrábělo by se přímo v daném místě, čímž se ušetří emise z dopravy. Výroba navíc probíhá z recyklovatelných dílů. „Je to elegantní způsob, jak se vypořádat s odstraňováním oxidu uhličitého z atmosféry. Jde o malé řešení, které lze snadno opakovaně budovat kdekoli na světě. To je i naše motto: nepotřebujeme jedno velké řešení, potřebujeme hodně malých,“ věří Věchet.
Řasy spotřebovávají díky fotosyntéze oxid uhličitý
Soutěž nápadů pro budoucnost
Zakladatel soutěže XPRIZE Peter H. Diamandis a podnikatel Elon Musk vyhlásili loni největší pobídku v historii: celkem sto milionů dolarů rozdělí na vývoj technologií pro odstraňování oxidu uhličitého ve velkém měřítku. „Chceme, aby týmy vytvořily funkční systémy, které mohou mít měřitelný dopad v řádu gigatun CO2. Ať to stojí cokoliv. Čas běží,“ stojí v Muskově prohlášení na webu soutěže.
Letos rozdali prvních 15 milionů dolarů jako takzvané „Milestone Awards“. O peníze se ucházel i Simbios, který se z více než tisícovky přihlášených probojoval jako jediný z Česka mezi 287 nejlepších.
„Proces předkládání návrhů byl extrémně náročný. Všechny technologie hodnotil mezinárodní panel složený ze sedmi desítek odborníků z celého světa. Proto považuji za úspěch i to, že jsme se dostali mezi 287 týmů, které měly šanci bojovat o milionovou prémii, ačkoliv jsme ji nakonec nezískali,“ hodnotí účast v soutěži Věchet.
V laboratořích VUT už funguje první prototyp Simbiosu. Měří zhruba metr a půl a zvládne zachytit kolem čtyřiceti kilogramů oxidu uhličitého ročně. Předpoklad je, že zařízení bude možné škálovat – tedy zvětšovat a tím úměrně zvyšovat jeho výkon. „Fyzika je na naší straně: když jen trochu zvětšíme výšku, plocha trubic se zvětší mnohonásobně. Zhruba tří až čtyřmetrové zařízení by už mohlo zachytit tolik CO2, kolik za rok vydýchá čtyřčlenná rodina,“ popisuje Věchet.
Řasy spotřebovávají díky fotosyntéze oxid uhličitý
I když jeho cílem bylo vytvořit co nejlépe fungující zařízení, Věchet nezastírá, že ho těší i vizuální podoba technologie. „Představuji si, že by lidé mohli mít svůj malý trychtýř na zahradě a velké by byly v parcích. Můžete si pod něj sednout, poslouchat bublající vodu a užívat si tu krásně zelenou barvu, když slunce svítí skrze trubice s řasami. Bylo by to příjemné místo k odpočinku,“ myslí si Věchet.
Podle zpráv Mezivládního klimatického panelu (IPCC) jsou technologie pro zachytávání oxidu uhličitého klíčové pro zpomalení globálního oteplování. Optimistické scénáře, které počítají s udržením globálních teplot pod 1,5 nebo 2 stupni Celsia, vždy pracují s tím, že podobná zařízení budou již brzy fungovat v průmyslových velikostech.