Úplné pochopení a napodobení procesu fotosyntézy, který umožňuje rostlinám, řasám a dalším organizmům získávat energii ze slunečního záření, by mohlo lidstvu otevřít cestu k novému zdroji energie či přinejmenším vylepšit současné technologie. Američtí vědci nyní přišli s objevem, který vysvětluje záhadu, na kterou si vědci lámali hlavy více než 3 desetiletí.
V organismech využívajících fotosyntézu tento proces začíná absorpcí fotonu z dopadajícího světla skrz pigmenty nacházející se v buňkách. Díky absorbovanému fotonu následně elektron v pigmentu přeskočí do vyššího energetického stavu, a buňka se tak dostane do excitovaného stavu.
<blockquote>„Abyste pochopili, jak biologie pohání své aktivity, musíte porozumět přenosu elektronů. Pohyb elektronů je zásadní: je to způsob, jakým se uvnitř buňky vykonávána práce,“ říká Philip Laible, biofyzik z laboratoře Argonne.</blockquote>
Před více než 30 lety, kdy byly odhalena první struktura těchto komplexních pochodů, byli vědci překvapeni faktem, že po zachycení fotonu se uvolněný elektron mohl vydat dvěma směry. V případě rostlin, řas a bakterií využívajících proces fotosyntézy se však elektron vždy vydává stejnou cestou, což vědci nedokázali vysvětlit.
<blockquote>„Oddělení náboje přes membránu – a jeho stabilizace – je zásadní, protože vytváří energii, která pohání růst buněk,“ uvedla Deborah Hansonová, biochemička z laboratoře Argonne</blockquote>
Nyní se však vědcům z Národní laboratoře Argonne, spadající pod americké ministerstvo energetiky, a Washingtonské univerzity <a href="https://www.anl.gov/article/argonne-and-washington-university-scientists-unravel-mystery-of-photosynthesis" target="_blank" rel="noopener">podařilo ovlivnit jednotlivé kroky celého procesu, čímž dokázali změnit trajektorii uvolněného elektronu</a>.
Podle Christine Kirmaierové, chemičky z Washingtonské univerzity a vedoucí projektu, se týmu podařilo proces fotosyntézy ovlivnit do takové míry, že se uvolněný elektron vydal opačným směrem v 90 % případů.
<blockquote>„Je to důležité, protože získáváme schopnost využít tok energie k pochopení principů, které povedou k novým aplikacím abiotických systémů. To by nám umožnilo výrazně zvýšit účinnost mnoha solárních zařízení a případně je značně zmenšit. Máme zde obrovskou příležitost otevřít zcela nové obory světlem poháněných biochemických reakcí, které si nepředstavovala ani příroda. Pokud to dokážeme, bude to obrovské,“ dodává Philip Laible.</blockquote>

Technologie

Američtí vědci odhalili starou záhadu fotosyntézy, nové poznatky mohou pomoci k lepšímu využití energie Slunce

Teploty přes tisíc stupňů Celsia, které je možné využít pro průmyslové procesy. Přesně to slibuje americká společnost Heliogen u svého koncentračního solárního systému. Díky koncentraci slunečního záření má být možné nahradit fosilní paliva i u tradičních průmyslových procesů, které vyžadují velmi vysoké teploty. Dalším využitím má být výroba paliv, například vodíku, pro dopravu a průmysl. Jedním z  investorů, podporujících tuto bezemisní technologii, je i Bill Gates.
<a href="https://heliogen.com/">Heliogen</a> je novým společným podnikem (venture capital) vzniklým v Kalifornii s cílem vytvořit vysoce efektivní koncentrační solární zařízení. Na rozdíl od <a href="https://oenergetice.cz/clanky/fotovoltaika">fotovoltaiky</a>, která se významně rozmáhá až v poslední dekádě, je technologie <a href="https://oenergetice.cz/clanky/koncentracni-solarni-elektrarna">koncentrace slunečního záření</a> poměrně dlouho známá. Nikdy ovšem nedosáhla významné průmyslové úrovně a většina projektů byla doposud především zaměřena na výzkum.
Společnost Heliogen nepřichází s převratnou technologickou změnou, ale zvyšuje efektivitu systému. Díky využití velmi přesně kalibrovaných zrcadel, řízených moderním softwarem (HelioMax™), je možné dosáhnout až třikrát vyšší intenzity záření než u podobných systémů. Zástupci společnosti <a href="https://heliogen.com/press-release-heliogen-achieves-breakthrough-temperatures-from-concentrated-sunlight-for-industrial-processes-with-momentum-toward-commercial-hydrogen-fuel-creation/">tvrdí</a>, že lze dosáhnout teploty podstatně vyšší než 1000 °C.  Technologie by měla být schopná dosáhnout až 1500 °C, při kterých je možné termicky rozkládat vodu na vodík a kyslík.
<iframe src="https://www.youtube.com/embed/0EKx7aEzXb0?feature=oembed" width="525" height="295" frameborder="0" allowfullscreen="allowfullscreen"></iframe>
<h1>Teploty vhodné pro průmysl</h1>
Současný průmysl potřebuje pro řadu technologických procesů vysoké teploty. Pro jejich dosažení je dnes nejjednodušší využít fosilních paliv. 
Procesy jako pálení vápna (kalcinace), katalytické reformování, pražení rudy, nebo slinování se dnes bez využití fosilních paliv neobejdou. Cementárny nebo rafinerie by tak díky technologii Heliogenu mohly mít do budoucna k dispozici čistý energetický zdroj schopný dodávat vysoké teploty. <a href="http://www.cement.org.au/SustainabilityNew/ClimateChange/CementEmissions.aspx">Cement</a> je přitom v současnosti třetím největším zdrojem emisí hned po ropě a uhlí. S dalším rozvojem ekonomiky a očekávanou urbanizací (především v rozvojových zemích) jeho využití dále vzroste.
Kromě možnosti produkce tepla (HelioHeat™) hodlá společnost využít svoji technologii i k produkci <a href="https://oenergetice.cz/clanky/vodikove-palivo">vodíku</a> termickým rozkladem vody (HelioFuel™). Vodík je možné <a href="https://oenergetice.cz/akumulace-energie/irena-komercni-vyuziti-vodikovych-technologii-se-blizi/">využít</a> jak v průmyslových procesech, tak i jako palivo. Do budoucna se s využitím vodíku počítá například u automobilů.
<figure id="attachment_78700" class="wp-caption aligncenter" style="width: 512px;"><img class="size-medium wp-image-78700" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2019/12/heliogen_infographic_web-512x224.png" sizes="(max-width: 512px) 100vw, 512px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2019/12/heliogen_infographic_web-512x224.png 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2019/12/heliogen_infographic_web-768x336.png 768w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2019/12/heliogen_infographic_web-1024x448.png 1024w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2019/12/heliogen_infographic_web-725x317.png 725w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2019/12/heliogen_infographic_web-800x350.png 800w" alt="Infografika společnosti Heliogen. Zdroj: Heliogen" width="512" height="224" /><figcaption class="wp-caption-text">Infografika společnosti Heliogen. Zdroj: Heliogen</figcaption></figure>
<h1>Zájem investorů</h1>
Technologie zaujala i mezi investory. Zřejmě nejvýznamnějším jménem je  Bill Gates, který podpořil tuto společnost. Dalšími investory do projektu Heliogen jsou například společnost Neotribe, nebo Nant Capital vlastněná miliardářem Patrickem Soon-Shiongem.
<blockquote>„Dnešní průmyslové procesy, jako je například výroba cementu, oceli a dalších materiálů, jsou zodpovědné za více než pětinu všech emisí. Tyto materiály jsou nedílnou součástí našich životů, ale přitom nemáme žádné prověřené a dostupné technologie, které by byly bezemisní. Pokud chceme dosáhnout nulových emisí (zero-carbon), pak je před námi ještě hodně věcí, které je třeba vynalézt. Heliogen má šanci dosáhnout velmi vysokých teplot, potřebných právě pro tyto průmyslové procesy. Slibuje tak, že bychom mohli v těchto oblastech jednoho dne nahradit fosilní zdroje.”
Bill Gates</blockquote>

Společnost Heliogen slibuje teploty až 1500 °C ze slunečního záření využitelné v průmyslu

Již <a href="https://www.renewableenergyworld.com/articles/2019/03/us-solar-market-tops-10-gw-in-2018-again.html">třetí rok po sobě americký solární průmysl nainstaloval přes 10GWp fotovoltaického instalovaného výkonu</a>. V roce 2018 konkrétně celkem 10,6 GWp. S nejnovějšími statistikami přišla společnost <a href="https://www.woodmac.com/">Wood Mackenzie Power &amp; Renewables</a> a asociace <a href="https://www.seia.org/">Solar Energy Industries Association</a> (SEIA).
Ve srovnání s rokem 2017 se jedná o pokles o 2 %, ale prognózy naznačují, že se trh v následujících letech odrazí a bude opět růst. Prezident a generální ředitel SEIA Abby Hopper uvedl, že 2% pokles byl způsoben zejména solárními tarify.
<blockquote>„Celkové množství solárních systémů instalovaných v Americe se v příštích letech více než zdvojnásobí. To dokládá odolnost solárních systémů a jejich ekonomickou sílu. Je jasné, že příští desetiletí bude ve znamení významného růstu,“ uvedl Abby Hopper.</blockquote>
Očekává se, že celkový instalovaný výkon fotovoltaických systémů ve Spojených státech amerických vzroste v roce 2019 o 14 %.
Rok 2018 znamenal výrazný meziroční pokles v oblasti velkých fotovoltaických elektráren. Pokles činil celkem 8 % v důsledku výrazných změn na hlavních trzích.
Rok 2018 byl ovšem významný pro střešní fotovoltaické systémy oproti roku 2017, který byl ve znamení poklesu v tomto sektoru. Střešní fotovoltaické systémy ve Spojených státech amerických zaznamenaly pět po sobě jdoucích čtvrtletí mírného růstu. Poslední čtvrtletí roku 2018 bylo nejlepším čtvrtletím pro střešní fotovoltaické systémy za poslední dva roky, když si střešní fotovoltaiku nainstalovalo téměř 315 000 domácností.
Fotovoltaické systémy všech velikostí se v roce 2018 podílely z 29 % na nově instalovaných výrobních kapacitách ve Spojených státech amerických. To znamená pokles oproti roku 2017, který byl způsoben mimo jiné větším množstvím zprovozněných plynových elektráren.
Zdroj úvodní fotografie: <a href="https://www.cnbc.com/2017/06/08/us-solar-market-added-more-than-two-gigawatts-in-first-quarter-of-2017-new-study-shows.html">CNBC</a>

Obnovitelné zdroje

Americký trh se solární energií loni opět překonal hranici 10 GWp nainstalovaného výkonu

Námraza, jež se tvoří na lopatkách větrných turbín, křídlech letadel, elektrických vedeních a jiných površích, má často negativní vliv na funkci těchto zařízení. Pokud námraza není odstraněna, může tyto objekty i vážně poškodit, a v některých případech tak i ohrozit zdraví lidí. Vědci z amerického MIT však nyní přišli s novým materiálem, který <a href="http://news.mit.edu/2018/remove-ice-buildup-airplanes-wind-turbines-solar-power-0831" target="_blank" rel="noopener noreferrer">může námrazu odstranit s využitím energie slunečního záření</a>.
Nový systém vyvinutý vědci je tvořen třívrstvým materiálem, který může být nanesen na různé povrchy, a to i například jednoduchým nasprejováním. Speciální materiál zachycuje a akumuluje energii z dopadajícího slunečního záření, kterou přeměňuje v teplo nutné k odmrazení povrchu. Tato speciální vrstva teplo rovněž rozvádí, a tudíž dochází k odmrazení námrazy i v místech, na která Slunce přímo nesvítí.
<blockquote>
&#8222;Námraza je významným problémem pro letadla, větrné turbíny, elektrická vedení, ropné plošiny a další místa. Konvenční způsoby v boji proti námraze jsou odmrazovací spreje nebo vyhřívání, které však mají taky nedostatky,&#8220; říká Kripa Varanasi, spoluautor studie.
</blockquote>
Běžné nemrznoucí směsi, jako například Fridex, které se používají pro odmrazení letadel či pro jiné aplikace, jsou na bázi ethylenglykolu. Tato látka je nicméně vysoce toxická. Další možností, jak bojovat s námrazou, je vytápění, které však může být velmi nákladné. Proti tvorbě námrazy mohou rovněž pomocí vysoce hydrofobní materiály, tedy materiály odpuzující vodu. Krystalky ledu při silné námraze nicméně mohou &#8222;ucpat&#8220; mikroskopickou texturu povrchu, která těmto materiálům dává schopnost odpuzovat vodu.
Vědci na MIT se však vydali jinou cestou, kdy pro účely odstranění námrazy zkoumali možnosti využití slunečního záření. Vědci se chtěli přesvědčit, zda-li je možné tuto energii zachytit a následně ji v tomto pasivním systému využít. Tento systém sice nemusí vytvořit dostatek tepla, aby námraza odtála celá, pro její odstranění však stačí, aby odtála tenká vrstva ledu mezi povrchem ošetřeného materiálu a zbylou vrstvou námrazy &#8211; povrch ošetřeného objektu je poté kluzký a zbytek námrazy z něj odpadne.
<h2>Úspěch se skrývá v kombinaci tří vrstev</h2>
Funkci pasivnímu systému zaručuje kombinace tří různých vrstev. Svrchní vrstvu tvoří absorbér, který podle vědců dokáže zachytit až 95 % dopadajícího slunečního záření, kdy pouze 3 % energie materiál ztratí zpětným vyzářením. K odmrazení ošetřeného povrchu by v podstatě stačila i tato pouhá jedna vrstva, avšak takový systém by měl dva hlavní nedostatky &#8211; docházelo by pouze k odmrazení povrchů, na které dopadá sluneční záření a velká část tepla by byla vstřebána ošetřeným objektem, ať už křídlem letadla či elektrickým vedením.
K rozvodu tepla i na části povrchu, které nejsou přímo osvětleny, vědci využili vrstvu hliníku o tloušťce pouhých 400 mikrometrů, tedy několikanásobku tloušťky lidského vlasu. I takto tenká vrstva zaručí velmi dobrý rozvod tepla po celém povrchu předmětu.
Poslední, spodní vrstvu tvoří pěnová izolace, která brání tomu, aby se teplo získávané ze slunečního záření vstřebávalo do ošetřeného objektu, a zůstalo tak při povrchu. Vyšší teplota na povrchu ošetřeného předmětu rovněž brání dalšímu vzniku námrazy.
Všechny tři vrstvy jsou dle vědců tvořeny běžně dostupnými materiály, které jsou spojeny a mohou být aplikovány na povrch ošetřeného objektu. Kromě toho mohou být rovněž vrstvu po vrstvě nasprejovány.

Větrné elektrárny

Konec nebezpečné námraze na lopatkách větrných turbín? Nový materiál využívá k odmrazení energii Slunce

Využití solární i větrné energie a také energie mořských proudů a vln pomůže s likvidací tzv. <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Great_Pacific_garbage_patch" target="_blank" rel="noopener noreferrer">Velké pacifické odpadkové skvrny</a>. První jednotka autonomního čistícího systému poháněného obnovitelnými zdroji energie má <a href="https://www.theoceancleanup.com/milestones/road-to-the-cleanup/" target="_blank" rel="noopener noreferrer">vyplout na moře již 8. září</a>. Podle odhadů tvůrce tohoto systému může dojít k redukci 50 % odpadu již do 5 let od jeho úplného zprovoznění.
Za vznikem odpadkové skvrny, konkrétně vypouštění plastového a chemického odpadu do řek a oceánů, který je následně unášen mořskými proudy a koncentrován v určitých oblastech, stojí člověk. Takto také vznikla odpadková skvrna u západního pobřeží USA mezi Kalifornií a Hawajskými ostrovy. Rozloha oblasti zamořené odpadem se odhaduje na 1,6 milionů kilometru čtverečních, skvrna je tedy 4,5 krát větší než Německo. Hmotnost odpadu tvořícího skvrnu je odhadována na 80 000 tun.
<h2>Světové oceány zbaví odpadu nápad mladého Nizozemce</h2>
Za projektem <a href="https://www.theoceancleanup.com/" target="_blank" rel="noopener noreferrer">The Ocean Cleanup</a> stojí aktuálně čtyřiadvacetiletý Nizozemec, který navrhl relativně jednoduchý způsob, jakým se dá odpad z moří odstranit. Odpad bude shromažďovat 600 metrů dlouhá plovoucí hráz. Hráz budou pohánět mořské proudy, vlny a také větrná energie.
Veškerá zařízení umístěná na hrázi, která pro svůj provoz potřebují elektřinu jako např. signalizační světla nebo komunikační a navigační systém, budou napájeny pouze ze solárních panelů. První z celkového počtu 60 autonomních plovoucích jednotek bude do Pacifického oceánu vypuštěna již začátkem září. Jakmile budou všechny jednotky v provozu, mají do 5 let zredukovat velikost velké pacifické odpadkové skvrny na polovinu. 

<h2>Dopad projektu má být jednoznačně pozitivní</h2>
Někteří odborníci se však k navrženému systému staví kriticky, protože nebude schopen zachytit odpad, který se nachází ve <a href="http://www.sciencemag.org/news/2018/05/plastic-debris-found-deepest-part-ocean">větších hloubkách.</a> Systému je také vytýkáno, že spolu s odpadem plovoucím u hladiny bude zachytávat plankton a drobné živočichy, kteří se také pohybují pouze díky energii mořských proudů.
Závěry vědeckých studií, které byly pro tento způsob zachytávání odpadu zpracovány, však tvrdí, že dopad projektu do přírodních ekosystémů bude jednoznačně pozitivní. The Ocean Cleanup je tak doposud nejrozsáhlejší a nejpokročilejší projekt, který má reálnou šanci značně zredukovat zamoření oceánu plastovým odpadem.
Zdroj úvodní fotografie: www.theoceancleanup.com

Životní prostředí

Obnovitelné zdroje energie pomůžou s likvidací Pacifické odpadkové skvrny

Vědci se přiblížili o další krok k vytvoření recyklačního systému, který bude využívat solární energii k účinné <a href="https://www.sciencedaily.com/releases/2018/05/180515105723.htm">přeměně oxidu uhličitého a vody na syntetická paliva</a>. Díky optimalizaci několika částí stávajícího recyklačního řetězce bylo dosaženo dvouelektronové chemické reakce. Dochází tak ke značné úspoře energie oproti jednoelektronové reakci.
Vedoucí výzkumu Prashant Jain, profesor chemie na Illinoiské univerzitě, uvedl, že výzkum svítá naději těm, kteří doufají v nalezení cesty, jak přeměnit oxid uhličitý ze vzduchu na užitečné zdroje energie.
<blockquote>
„Vědci často zkoumají rostliny, aby získali poznatky o přeměně slunečního světla, oxidu uhličitého a vody na paliva,“ řekl Prashant Jain.
</blockquote>
Při dopadu slunečního záření na listy rostlin dojde k nabuzení elektronů v chlorofylu. Tyto nabuzené elektrony stojí za chemickým procesem, který přeměňuje oxid uhličitý a vodu na glukózu.
<blockquote>
„Mnoho z těchto chemických reakcí jsou multiprotonové, multielektronové reakce,“ uvedl Jain.
</blockquote>
Místo spoléhání se na biologicky rozložitelné rostlinné pigmenty k přeměně světelné energie na chemickou přišli vědci s něčím lepším. Jejich proces zahrnuje kovové katalyzátory bohaté na elektrony, jako například zlato. Ty mohou při určitých intenzitách a vlnových délkách záření přeměnit nabuzené elektrony a protony k reakčním činidlům bez degradace těchto katalyzátorů.
<blockquote>
„V naší studii jsme využívali zlaté částice o velikosti 13 a 14 nanometrů. Tyto nanočástice mají unikátní optické vlastnosti, v závislosti na jejich velikosti a tvaru.“
</blockquote>
Při potažení nanočástic polymerem a <a href="http://www.vitejtenazemi.cz/slovnik/index.php?article=644">suspendování nanočástic</a> do vody, absorbují zelené světlo a emitují tmavě červenou barvu zpět. Při světelném nabuzení nanočástice přenášejí elektrony k molekulám <a href="https://cs.wikipedia.org/wiki/Sonda">sondy</a>, které poté mění barvu. Tento proces dovoluje vědcům měřit účinnost reakce přeměny elektronů.
<blockquote>
„Vědci již v minulosti zvládli za využití fotochemie a materiálů absorbujících světlo přeměnu jednoho elektronu,“ řekl Jain. „Ale v nové studii jsme našli principy, při kterých nanočástice kovových katalyzátorů dokáží přeměnit dva elektrony najednou.“
</blockquote>
Změnou intenzity laserového paprsku využitého v experimentu vědci zjistili, že při intenzitě, která je 4 až 5krát větší než intenzita slunečního záření, přeměnili zlaté nanočástice dva elektrony etanolu na „elektronově hladovou sondu“.
<blockquote>
„K vytvoření vazeb mezi atomy jsou zapotřebí dva elektrony. Pokud neposkytneme dva elektrony a dva protony, které neutralizují ztrátu elektronů, vytvoříme volné radikály. Ty jsou vysoce reaktivní a mohou vytvořit zpětnou reakci, která vyplýtvá energii potřebnou k jejich vytvoření. Reagují také s ostatními materiály, anebo ničí katalyzátory,“ řekl Jain.
</blockquote>
<h2>Vědci doufají, že tuto technologii využijí  také k výrobě propanu a butanu</h2>
Jain dále uvedl, že nedávné experimenty provedené jeho laboratoří zahrnovaly multielektronové a multiprotonové přemísťování. V těchto experimentech byl přeměn oxid uhličitý na etan, což je energeticky bohatší směs než je metan. Profesor Jain a jeho kolegové doufají, že bude možné vyrábět za pomocí této technologie propan a butan.
<blockquote>
„Z pohledu chemie je zajímavé porozumět pravidlům určujícím sloučení atomů uhlíku dohromady. Přenos více než jednoho elektronu najednou, aktivace více než jedné molekuly oxidu uhličitého najednou na povrchu nanočástice katalyzátoru nám může pomoci k získání vyšších uhlovodíků.“ 
</blockquote>
I když nový objev představuje důležitý krok kupředu, technologie musí být dále rozvíjena, aby byla připravena k použití a rozšíření.
<blockquote>
„Je před námi stále ještě dlouhá cesta. Myslím si, že potřebujeme minimálně ještě desetiletí k nalezení sekvestrace oxidu uhličitého, k jeho fixaci a přeměnu na paliva, která by byla ekonomicky životaschopná. Ale každé nahlédnutí do procesu této přeměny zrychluje krok, kterým se vědecká komunita může ubírat,“ řekl Prashant Jain.
</blockquote>

Emise CO2

Vědci se o krok přiblížili účinné výrobě syntetických paliv z oxidu uhličitého

Na nalezení metody pro výrobu snadno využitelných a skladovatelných paliv s využitím energie z obnovitelných zdrojů vědci zaměřují svou pozornost již delší dobu. Tým odborníků z britské Exeterské university nyní přišel s novou technikou, která by mohla otevřít cestu k výrobě čistého, levného a široce dostupného paliva, vodíku, s využitím energie slunečního záření.
<a href="http://www.exeter.ac.uk/news/research/title_654984_en.html" target="_blank" rel="noopener noreferrer">Nová metoda spočívá ve využití speciální fotoelektrody</a>, která dokáže s využitím energie slunečního záření rozštěpit vodu na její dvě základní součásti &#8211; kyslík a vodík. Uvolňující se vodík je možné následně zachytávat a uschovat pro využití například k výrobě elektrické energie či pohonu vozidel. Elektrodu tvoří nanočástice lanthanu, železa a kyslíku.
<div id="text">
<blockquote>
&#8222;Musí být nalezeny zdroje alternativních obnovitelných paliv, která dokáží uspokojit globální energetickou poptávku. Vodík je slibné alternativní palivo, které je schopné nahradit fosilní paliva, jelikož má vyšší energetickou hustotu než fosilní paliva (více než dvojnásobnou), žádné uhlíkové emise a jeho jediným vedlejším produktem je voda,&#8220; říká Govinder Pawar, vedoucí projektu.
</blockquote>
V současné době fosilní paliva pokrývají většinu energetických potřeb lidstva. Přestože hlavním zdrojem energie pro Zemi je Slunce, vědci zatím nebyli schopni vyvinout dostatečně ekonomicky efektivní metody a materiály, které by umožnily energií slunečního záření nahradit fosilní paliva.
Tým vědců z Exeterské university využil elektrodu tvořenou atomy lanthanu, želena a kyslíku, která je podle vědců pro své vlastnosti prozatím nejlepším kandidátem pro výrobu vodíku s využitím obnovitelných zdrojů.
</div>
<blockquote>
&#8222;Ukázali jsme, že naše LaFeO3 fotoelektroda má ideální uspořádání potřebné k rozštěpení vody na její složky (H2 a O2), aniž by bylo zapotřebí externího zdroje napětí. Náš materiál je navíc velmi stabilní, kdy po 21 hodinách testování nedegradoval, což je ideální pro účely štepení vody. V současné době pracujeme na dalším zdokonalení našeho materiálu, aby byl ještě účinnější a vyráběl více vodíku,&#8220; dodává Pawar.
</blockquote>

Vědci vyvinuli novou fotoelektrodu, která umožňuje výrobu paliva s využitím slunečního záření

<a href="http://www.theenergycollective.com/bobbipeterson/2396669/desalination-and-energy-consumption">Spotřeba energie</a>  je jednou z největších překážek, které odsolovací stanice čelí. I když v současné době existuje řada procesů na odsolování vody, tím nejméně energeticky náročným je reverzní osmóza, která vyžaduje mezi 10-13 kWh elektrické energie na tisíc galonů mořské vody (cca 3700 litrů vody). Náklady na elektrickou energii pro zpracování přitom závisí na předběžné úpravě vody, slanosti vody, likvidaci koncentrátů a na regulačních požadavcích. 
Za pomoci ropných peněz vybudovala Saudská vládní společnost Saline Water Conversion (SWCC) největší síť odsolovacích stanic, nicméně jako většina zařízení v Saúdské Arábii jsou tyto stanice poháněny převážně fosilními palivy.
Díky prudkému poklesu cen fotovoltaických elektráren <a href="https://www.spectrum.ieee.org/green-tech/solar/saudi-arabia-pushes-to-use-solar-power-for-desalination-plants">začíná solární energie vypadat jako slibná náhrada fosilních paliv</a> v oblasti odsolování vody. Pokus SWCC z roku 2015 otevřít odsolovací stanici v Al Khajfi s napájením ze solárních panelů má nicméně zpoždění. Je pravděpodobné, že po otevření bude solární elektrárna a odsolovací stanice nakonec pracovat odděleně jako nezávislé jednotky. Tento případ nastal již v Maroku, kde se tyto dva systémy také nepovedlo integrovat dohromady u odsolovací stanice poblíž města Marrákeš.
Cena za energie tvoří 40 % až 50 % nákladů na odsolení vody, uvedl CEO Almar Water Solution Carlos Cosín. Lídři tohoto odvětví v Saúdské Arábii, Abu Dhabi a Čile se zajímají o využití solární energie k <a href="http://oenergetice.cz/elektrina/odsolovani-morske-vody-pomoci-jadernych-elektraren/">reverzní osmóze</a>, která využívá elektrickou energii k pumpování vody skrze membránové filtry.
<figure id="attachment_50929" style="width: 950px" class="wp-caption aligncenter"><img class="wp-image-50929 size-full" src="http://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2018/04/virtualtour.jpg" alt="" width="950" height="333" /><figcaption class="wp-caption-text">Odsolovací stanice <a href="https://www.airocle.com.au/project/sydney-bluewater-desalination-plant-kurnell/">Kurnell</a></figcaption></figure>
Navzdory chybným úsudkům bude podle Carlose Cosína první komerční odsolovací stanice poháněná solární energií v jedné ze zemí Blízkého východu. Cosín dále předpokládá, že by stanice mohla být otevřena v roce 2021 nebo 2022.
Země v tomto regionu obdrží během roku dostatečné slunečního záření a mohou tak, vzhledem k nedostatku místních zdrojů, vytěžit ze získání levné a čerstvé vody. Využití solární energie u odsolovacích stanic by také znamenalo, že by země Blízkého východu mohly exportovat více barelů ropy, namísto jejích prodávání odsolovacím stanicím za subvencované ceny.
<h2>Využití koncentrační solární elektrárny je vhodnější</h2>
Koncentrační solární elektrárna (CSP) využívající parabolických zrcadel soustředících sluneční záření na přijímač se dá v některých případech využít pro odsolování vody lépe. Hlavní výhodou je kromě výroby elektrické energie také akumulace tepla, které může stanice využít k odpařování slané vody, na několik hodin.
Klasické solární elektrárny jsou v současné době zhruba o polovinu levnější než CSP elektrárny, ale vyrábí pouze elektrickou energii a neakumulují žádné teplo. Díky tomu jsou klasické solární elektrárny vhodnější pro odsolovací stanice využívající reverzní osmózu než pro stanice využívající proces vypařování.
Nicméně voda z Perského zálivu a Rudého moře je tak slaná, že odsolování vody by mohlo značně zvýšit náklady na elektrickou energii u stanic, které využívají proces reverzní osmózy. V těchto místech by se více vyplatilo zkombinovat odsolovací stanici s CSP elektrárnami, protože náklady na proces odpařování nerostou se slaností vody.
Saudská vláda před několika lety oznámila, že do roku 2032 vybuduje CSP elektrárny o výkonu 25 GW. Studie z roku 2015 došla k závěru, že kombinace CSP a odsolovacích stanic má smysl na Blízkém východě a na jihozápadě Spojených států amerických.
Původní projekt stanice v Al Khajfi, která byla vybudována za účelem využívání solární energie k odsolení vody reverzní osmózou, se jen těsně vyhnul bankrotu. SWCC rozdělila projekt na dvě části, a předala solární část a odsolovací část jiným dodavatelům. Odsolovací stanice bude nakonec pravděpodobně odebírat elektrickou energii z distribuční soustavy.
Zdroj úvodního obrázku: <a href="https://phys.org/news/2016-12-scientists-state.html">phys.org</a>

Odsolování mořské vody solární energií. I přes neúspěchy je rozvíjeno

Speciální vrstva složená z tisíců miniaturních skleněných kuliček má podle vědců <a href="https://www.nist.gov/news-events/news/2018/04/psst-whispering-gallery-light-boosts-solar-cells" target="_blank" rel="noopener noreferrer">schopnost významně navýšit množství zachyceného světla ze slunečního záření dopadajícího na solární panely</a>. Nasazení takovéto technologie do výrobního procesu by tak otevřelo další cestu k navyšování účinnosti fotovoltaických panelů.
Za inovativním řešením stojí tým vědců z amerického Národního institutu standardů a technologie (NIST) a nanocentra Marylandské univerzity. Povlak využívá k zachycení světla podobný efekt, který je možný pozorovat, či spíše poslouchat, ve stavbách oválného půdorysu s kopulovitým stropem, jejichž architektura umožňuje velmi dobré síření zvukových vln, kdy je možné zřetelně slyšet šepot i z větších vzdáleností. Pro tento efekt si stavby v angličtině vysloužily název &#8222;<a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Whispering_gallery" target="_blank" rel="noopener noreferrer">whispering gallery</a>&#8220; .
Obdobný jev lze pozorovat i v optice, kdy je sluneční záření zakřivováno podél povrchu skleněných kuliček nanoskopických rozměrů. Optické &#8222;šeptající galerie&#8220; byly sice vyvinuty již před řadou let, v oblasti povlaků pro fotovoltaické panely jsou však dle vědců relativní novinkou.
<blockquote>
&#8222;Ačkoliv výpočty naznačovaly, že by tyto vrstvy navýšily výkon solárních článků, nemohli jsme to prokázat, dokud nebyly vyvinuty potřebné nanoskopické technologie,&#8220; uvedl spoluautor projektu Dongheon Ha z NIST.
</blockquote>
K otestování povlaku vědci využili laser, kterým osvětlovali jednotlivé &#8222;kuličky&#8220; povlaku. Fotovoltaický článek se speciálním povrchem zachytil ve srovnání s běžným článkem v průměru o 20 % více viditelného světla, o srovnatelnou hodnotu vzrostl i proud dodávaný článkem.
K vytvoření nanoskopického povlaku tým využil metodu, kdy byly na panel naneseny kapičky roztoku s nanorezonátory, které byly následně rozprostřeny po celém povrchu za pomocí tyče ovinuté drátem. Tato metoda je v průmyslu běžně využívána, a tudíž by začlenění podobné technologie do procesu výroby fotovoltaických panelů nemělo představovat větší obtíže.
Autoři úvodní fotografie: K. Dill, D. Ha, G. Holland/NIST

Vědci vyvinuli speciální nanopovlak, se kterým solární panely zachytí o 20 % více světla

Britsko-nizozemská společnost Shell zveřejnila zprávu s názvem &#8222;Energy Transition&#8220;. Zpráva pojednává o transformaci Shellu ze současného ropného giganta na společnost se zaměřením na nízkouhlíkovou energetiku.  Akvizice během posledního roku tento zamýšlený záměr potvrzují. 
Společnost Shell <a href="https://www.shell.com/energy-and-innovation/the-energy-future/shell-energy-transition-report.html" target="_blank" rel="noopener noreferrer">ve své nové zprávě s názvem &#8222;Energy Transition&#8220;</a> tvrdí, že elektrická energie se má stát čtvrtým pilířem jejího podnikání. Elektrická energie má být rovnoceným pilířem k současné ropě, plynu a petrochemii. Společnost se v odvětví elektroenergetiky chce zapojit do celého dodavatelského řetězce &#8211; od výroby až po samotnou dodávku koncovým zákazníkům.
Shell v současné době již spravuje celkem 10,5 GW instalovaného výkonu v Severní Americe. V loňském roce navíc koupila <a href="http://oenergetice.cz/zahranicni/shell-se-anglii-stane-dodavatelem-elektriny/">společnost Shell britskou společnost First Utility</a>. First Utility je dodavatelem elektrické energie pro 825 000 domácností ve Spojeném království. 

Nedílnou součástí nové strategie je také elektromobilita. V tomto sektoru <a href="http://oenergetice.cz/elektrina/shell-koupi-provozovatele-dobijecich-stanic-pro-elektromobily-newmotion/">společnost Shell zakoupila nizozemskou společnost NewMotion</a>, která provozuje celkem 30 000 nabíjecích stanic ve Francii, Německu, Belgii a Velké Británii. <a href="http://oenergetice.cz/cista-mobilita/shell-anglii-spusti-rychlonabijecky-svych-benzinovych-stanicich/">Shell v současné době dále  zavádí dobíjecí místa pro elektromobily</a> na svých benzínových stanicích v Anglii.
Společnost očekává, že do roku 2020 proinvestuje každý rok přibližně 1 až 2 miliardy dolarů (20 až 40 miliard korun) v sektoru elektroenergetiky. Největší část investic půjde do distribuce a výroby. Ve výrobě elektrické energie bude věnována největší pozornost větrné energetice, solární energetice a zemnímu plynu.
<h2>Ropa a zemní plyn &#8211; hlavní pilíře podnikání</h2>
Zpráva &#8222;Energy Transition&#8220; zdůrazňuje současné postavení společnosti Shell v oblasti těžby ropy a zemního plynu. Globální poptávka po ropě a zemním plynu má pokračovat v růstu až do roku 2030. Pro uspokojení poptávky bude Shell investovat do nových nalezišť <a href="http://oenergetice.cz/ropa/ropa-vlastnosti-rozdeleni-a-obchodovani/" target="_blank" rel="noopener noreferrer">ropy</a> a <a href="http://oenergetice.cz/plyn/zemni-plyn-tezba-vlastnosti-a-rozdeleni/" target="_blank" rel="noopener noreferrer">zemního plynu</a>.
Společnost Shell očekává, že její produkce ropy a zemního plynu se změní ve prospěch druhé jmenované komodity. Očekává se přechod od současného poměru 50/50 na 75/25, kde 75 % bude ve prospěch zemního plynu a 25 % pro ropu. Nový poměr má být dosažen do roku 2050.
Celkovým cílem, který je uvedený ve zprávě &#8222;Energy Transition&#8220;, je snížit uhlíkovou stopu svých energetických produktů na polovinu do roku 2050. Předběžným cílem je snížení uhlíkové stopy o 20 % do roku 2035.
Zdroj úvodní fotografie: <a href="http://www.decentralized-energy.com/articles/2017/02/shell-becomes-member-of-cogen-europe.html">Decentralized Energy</a>