Navrhnout technologie pro udržitelnou produkci biopaliv z biomasy je úkolem projektu, který byl zahájen na VŠB-Technické univerzitě Ostrava díky podpoře z programu MSCA Postdoctoral Fellowships – European Fellowships. Základem nové technologie budou atomární katalyzátory umožňující rychlejší a efektivnější přeměnu biomasy. Chemik Sibi Malayil Gopalan bude na jejich vývoji pracovat v Materials-Envi Lab Centra nanotechnologií VŠB-TUO, kterou si pro realizaci projektu vybral jako své hostitelské pracoviště. Působení vědce v Ostravě a jeho dvouletý výzkum podpoří Evropská unie částkou přes čtyři miliony korun.
Projekt Bio2SAF se zaměřuje na vývoj nových způsobů, jak přeměnit odpadní biomasu na udržitelná paliva. Biomasa je významný zdroj energie, který může přispět ke snížení naší závislosti na fosilních palivech. Klíčovou součástí rostlinné biomasy je lignocelulóza, která tvoří většinu struktury rostlin a je bohatým zdrojem obnovitelného uhlíku. To z ní činí jeden z nejzajímavějších materiálů pro katalytickou přeměnu na biopaliva a chemikálie s vysokou přidanou hodnotou.
„Chemická přeměna lignocelulózy je poměrně složitá kvůli vysoké pevnosti vazeb C-O a C-H. Stávající termochemické metody vyžadují použití vysokých teplot, jsou tedy energeticky náročné, nejsou zcela ekologické a jsou obtížně kontrolovatelné. Katalytická přeměna je vysoce perspektivní cestou získání biopaliv. Problémem je ovšem vývoj vhodných katalyzátorů, které umožní řízení chemické přeměny, neboť současně probíhá řada konkurenčních nebo následných reakcí. Strategickým cílem projektu Bio2SAF je proto navrhnout nový multifunkční katalyzátor na bázi modifikovaného grafenu obohaceného kovy na úrovni jednotlivých atomů. Tyto atomární katalyzátory dovolí snížit počet reakčních kroků a dosáhnout vyšší účinnost přeměny při současném snížení energetické náročnosti,“ objasnil vedoucí Materials-Envi Lab a garant projektu Radek Zbořil.
Díky prestižnímu projektu se propojí zkušenosti zahraničního výzkumníka v oblasti valorizace biomasy a katalýzy s know-how hostitelského pracoviště v materiálovém výzkumu a atomárním inženýrství.
„Individuální postdoktorandské stipendium Marie Curie Sklodowska Action (MSCA) je nejprestižnější stipendium v oblasti výzkumu, a proto je důležitým milníkem v mé kariéře. Především mi ale umožní pracovat s předními světovými vědci na VŠB-Technické univerzitě Ostrava, jako je profesor Radek Zbořil. Věřím, že stipendium a výsledky výzkumu, k nimž díky této podpoře dospějeme, bude mít zásadní dopad na můj dlouhodobý cíl vybudovat startupovou společnost zaměřenou na obnovitelné zdroje energie a získání finančních prostředků z různých zdrojů k vytvoření týmu zaměřeného na udržitelné technologie,“ uvedl Sibi Malayil Gopalan, který prošel špičkovými výzkumnými týmy mimo jiné v Kanadě nebo Jižní Koreji.
Pro design a syntézu multifunkčních atomárních katalyzátorů plánují vědci využít chemicky upravený grafen obohacený o různé typy kovů ve formě jednotlivých atomů. „Katalyzátor umožní současně řídit a urychlit oba chemické kroky, aldolovou kondenzaci a hydrodeoxygenaci, které jsou klíčové pro efektivní přeměnu molekul z lignocelulózy na biopaliva. Plánujeme navíc používat levné a široce dostupné kovy, jako jsou železo nebo kobalt. Katalyzátory budou také plně recyklovatelné tak, aby technologie byla udržitelná a připravená na reálný transfer do průmyslové praxe,“ dodal Aristeidis Bakandritsos, seniorský výzkumný pracovník Materials-Envi Lab, který se na projektu podílí.
Projekty MSCA Postdoctoral Fellowships – European Fellowships jsou součástí programu Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) v rámci Horizon Europe, který podporuje výzkum a inovace v Evropské unii. Stipendia jsou určena pro postdoktorské výzkumníky, kteří chtějí rozvíjet svou kariéru v oblasti vědy a výzkumu. Cílem projektů je podpora mezinárodní mobility a spolupráce i excelence ve výzkumu.
