Dynamiczny rozwój inżynierii i ochrony środowiska wiąże się z koniecznością nieustannego doskonalenia metod zagospodarowania ubocznych produktów spalania. Dr hab. inż. Magdalena Wdowin, prof. Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN w Krakowie od lat pracuje nad nowatorskimi rozwiązaniami wpisującymi się w założenia gospodarki o obiegu zamkniętym dla sektora energetycznego.
Prace naukowe rozpoczęły się od badań nad ubocznymi produktami spalania węgla kamiennego i brunatnego tj. popiołami lotnymi, które naukowiec wykorzystywała do syntez materiałów mikro- i mezoporowatych posiadających właściwości selektywnego wychwytywania zanieczyszczeń. Otrzymane materiały – zeolity, materiały typu MCM-41, matryce węglowe o odwróconych strukturach zeolitowych wytworzonych z substancji węglowej występującej w popiele lotnym – znalazły zastosowanie m.in. do usuwania rtęci ze spalin, wychwytywania dwutlenku węgla oraz magazynowania wodoru.
We współpracy z Uniwersytetem w Nottingham oraz w ramach programu LIDER wspólnie z zespołem badawczym opracowaliśmy termostabilny materiał zeolitowy. Ten materiał odpowiednio zmodyfikowany dobrze usuwał problematyczną dla sektora energetycznego rtęć elementarną stanowiącą 90% emisji gazowych, podczas gdy istniejące wówczas rozwiązania niwelowały tylko rtęć utlenioną – mówi dr hab. inż. Magdalena Wdowin, prof. IGSMiE.
Struktury odwróconego zeolitu na bazie węgla aktywowanego i same zeolity z powodzeniem znalazły również zastosowanie w technologiach magazynowania wodoru.
We wcześniejszych reaktorach do magazynowania wodoru wykorzystywano szczelnie zamknięte pojemniki, do których wodór był wtłaczany pod wysokim ciśnieniem. W przypadku rozszczelnienia takiego reaktora mógł nastąpić gwałtowny wybuch. W naszym rozwiązaniu, reaktor wypełniany jest opracowanym przez nasz Zespół w ramach współpracy z RPA CSIR oraz Politechniką Lubelską sorbentem. Zatłoczony do reaktora wodór, w sytuacji rozszczelnienia takiego reaktora, będzie powoli uwalniał się z porów zeolitów czy też innych materiałów mezoporowatych bez ryzyka gwałtownego wybuchu – podkreśla prof. Wdowin.
Technologie wodorowe do niedawna nie cieszyły się w Polsce dużym zainteresowaniem, jako że są to rozwiązania bardzo kosztowne. Jednak korzystne aspekty środowiskowe determinują ich systematycznie rosnącą w ostatnim czasie popularność. Opracowane przez naukowców Instytutu technologie wodorowe wkrótce we współpracy ze Spółką SBB Energy S.A oraz Firmą Siemens będą rozważane jako ekologiczne rozwiązania w mieście Pszczyna w woj. śląskim. Naukowcy pracują jednocześnie nad rozwinięciem zastosowania technologii wodorowych w małych i średnich przedsiębiorstwach.
Prof. Instytutu Magdalena Wdowin obecnie koncentruje się na badaniach dotyczących usuwania zanieczyszczeń metali ciężkich, w tym rtęci i amoniaku, ze ścieków powstających w wyniku odsiarczania spalin metodą mokrą. Dotychczasowe wyniki badań są obiecujące.
Joanna Laskowska
