Facebook Instagram Twitter RSS Feed Back to top on side

Aktuality

Matej Baláž pri preberaní Ceny SAV za popularizáciu vedy. Foto: Katarína Gáliková

Matej Baláž: Aj vďaka mechanochémii sa možno podarí odpad efektívne recyklovať

28. 7. 2021 | zhliadnuté 668-krát

RNDr. Matej Baláž, PhD., z Ústavu geotechniky SAV získal v roku 2018 ocenenie Mladý vedecký pracovník. Koncom júna si prevzal Cenu SAV za popularizáciu vedy a spoločenské aplikácie vedy za rok 2020. V týchto dňoch sa dostáva do kníhkupectiev tlačená verzia jeho monografie Environmentálna mechanochémia: Recyklácia odpadov na materiály za využitia vysokoenergetického mletia, ktorá vychádza vo Vydavateľstve Springer.

Čo je vlastne mechanochémia? Chemické pohyby, pochody?

V podstate áno, v niečom máte pravdu, hoci presne takúto definíciu som ešte zatiaľ od laika nepočul :). Lepšie to popisuje kombinácia slov „mechanika“ a „chémia“, pretože chemické procesy, ktoré študujeme, sa realizujú vplyvom mechanickej energie dodávanej prostredníctvom vysokoenergetického mletia. Vďaka tomu možno takto realizovať rôzne chemické reakcie bez využitia rozpúšťadiel a externého zvyšovania teploty a tlaku, čo predstavuje environmentálny benefit. Navyše, často sú produkty mechanochemických reakcií iné ako tie v tradičnej roztokovej chémii. Mechanchémia má širokospektrálne využitie aj v materiálových vedách (napr. syntéza nanomateriálov pre aplikácie v energetike) alebo v spracovaní odpadov, čomu sa venuje aj moja monografia.

V knihe sa venujete aj histórii tohto odboru. Je to teda nový vedecký odbor (ostatných dvoch storočí) alebo má svoju „fúzatú“ históriu?

Histórii mechanochémie je v monografii venovaných asi šesť strán. Určite by som povedal, že má svoju bohatú „fúzatú“ históriu, hoci vyslovene termínom mechanochémia sa začala označovať až v priebehu 20. storočia. Za počiatky mechanochémie možno považovať už aj výrobu ohňa trením alebo búchanie dvoch väčších balvanov o seba, pričom vznikajú malé kamienky. Prvá mechanochemická reakcia sa realizovala už v 4. storočí pred naším letopočtom, keď čisto efektom trenia v prítomnosti octu došlo k reakcii časti medeného mažiara a tĺčika s rumelkou (sulfid ortuťnatý, HgS). Produkty tejto reakcie sú kovelín (sulfid meďnatý, CuS) a tekutá ortuť.

Mechanochémia sa môže výrazne využiť v oblasti spracovania odpadu, uvádza popis knihy. Rozdelená je do kapitol podľa jednotlivých druhov odpadu. O akých druhoch odpadu sa v knihe hovorí?

Štúdie diskutované v monografii boli rozdelené do troch veľkých skupín podľa druhu spracúvaného odpadu – na spotrebiteľský, technogénny a agroodpad. Prvá kategória obsahuje najmä elektronický kovový a polymérny odpad. Do skupiny technogénnych odpadov možno zaradiť popolček, produkty spaľovania tuhého komunálneho odpadu, metalurgické trosky či odpadové kaly. Posledná skupina zahŕňa biomasu a škrupiny na báze uhličitanu vápenatého.

Najmä posledne spomínaná skupina (biomasa a škrupiny na báze uhličitanu vápenatého) je vaša doména. Za "environmentálne prijateľný prístup využívajúci prostriedky vysoko energetického mletia" ste získali ocenenie Vedec roka 2018 v kategórii Mladý vedecký pracovník. Tento rok ste za popularizáciu tejto tematiky získali Cenu SAV. Nájdeme v knihe aj váš výskum, prípadne jeho využitie?

V poslednej kapitole je popísané aj využitie mechanochémie pre spracovanie vaječného odpadu, čomu sa venujem v podstate už 10 rokov. Nezachádzam však veľmi do detailov, pretože v roku 2018 som publikoval na túto tému prehľadný článok a nebolo by vhodné taký prehľad opakovať aj v monografii. Preto sú v nej stručne zhrnuté len práce, ktoré vyšli v rokoch 2018 až 2019, a medzi nimi sú spomenuté aj naše práce z tohto obdobia (napr. odstraňovanie chlóru z PVC odpadov ich spoločným mletím s vaječnou škrupinkou vo väčšom meradle). Okrem prác o vaječnom odpade táto kapitola zahŕňa práce o mechanochemickom spracovaní mušlí a ďalších morských schránok na báze uhličitanu vápenatého či kostí. Ešte by som pripomenul, že kapitola o biomase, ktorá je najobsiahlejšia z celej monografie, obsahuje práce napríklad o spracovaní ryžových lupiek, slamy a podobne, s čím som sa vo svojom výskume zatiaľ fyzicky nestretol.

Ponúkate riešenia, čo s odpadmi. Máme riešenia, čo s nimi alebo nám prerastú – doslova – cez hlavu?

Táto otázka by bola vhodnejšia pre niekoho z aplikačného sektora. My sa zaoberáme základným výskumom a ukazujeme možnosti, ako by to mohlo ísť. Podľa môjho názoru sa však v súčasnosti odpadom venuje oveľa väčšia pozornosť ako v minulosti, takže si nemyslím, že nám prerastú cez hlavu a možno aj vďaka mechanochémii sa ich podarí efektívne recyklovať.

Kniha má špecifickú prílohu, ktorá obsahuje všetky štúdie zoradené podľa aplikácií, pre ktoré je určený recyklovaný odpad. Nájdem tam ako laik návod, ako sa napríklad zbaviť napríklad páperových perín alebo plastových fliaš – čo treba robiť, aké možné je ďalšie spracovanie odpadu?

Áno, kniha obsahuje prílohu – obrovskú tabuľku, kde je všetkých 1017 štúdií zoradených z hľadiska potenciálnej aplikácie recyklovaného materiálu. Vzhľadom na to, že kniha je rozdelená do kapitol z hľadiska druhu odpadov, chcel som čitateľom ponúknuť aj inú alternatívu – ak ich nezaujíma, ako spracovať daný typ odpadu, ale na čo ho možno využiť. Takže v spomínanom prípade by vám stačilo vyhľadať druh odpadu, ktorý vás zaujíma, v obsahu (pravdepodobne by to teda bol odpad na báze polymérov), nemuseli by ste sa pozrieť do prílohy. Ale ak by vás zaujímalo, aké odpady možno využiť pre čistenie odpadových vôd (na adsorpciu), v takom prípade vám príloha pomôže.

Takže, aký odpad mi môže pomôcť pri čistení odpadových vôd?

Pre tento účel možno využiť široké spektrum odpadov, napríklad popolček, orechové a vaječné škrupinky, šupku z granátového jablka, slamu, ryžové lupky, kosti, zvyšky po filtrácii pitnej vody, trosku na báze korundu či vysokopecnú trosku.

Spracovala: Andrea Nozdrovická

Foto: Katarína Čižmáriková a Katarína Gáliková