Futuristicky vypadající trychtýř plný řas je ve skutečnosti zařízení zvané fotobioreaktor. Řasy 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.
Zařízení @Simbios13 jako jediné z Česka postoupilo do užšího výběru nápadů, které se ucházejí o finanční podporu v mezinárodní soutěži @xprize. Ačkoliv náš projekt nakonec cenu nezískal, přesto lze jeho výběr mezi nominované považovat za velký úspěch. https://t.co/ANmHndSXNr pic.twitter.com/7JdDLfBPGG
— Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně (@FMEbut) April 25, 2022
„Problémem fotobioreaktorů je paradoxně slunce. U stávajících zařízení nelze naplno využít jejich potenciál: buď mají velký objem a malou plochu, kam dopadá světlo, nebo 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.
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.
Soutěž nápadů pro budoucnost
Svůj vynález Věchet před rokem přihlásil do soutěže XPRIZE Carbon Removal. Loni na Den Země vyhlásili zakladatel soutěže XPRIZE Peter H. Diamandis a podnikatel Elon Musk největší pobídku v historii: celkem 100 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 prohlášení Elona Muska na webu soutěže.
Nyní, o rok později, 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. Prototyp měří zhruba metr a půl a zvládne zachytit kolem 40 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.
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,“ uzavírá Věchet.
