Nemeckí vedci z Karlsruhe Institute of Technology dosiahli významný technologický míľnik, o ktorom sa so vetom podelili v novej štúdii.

Ich bezkompresorová plynová turbína na vodík pracovala nepretržite 303 sekúnd, čím prekonala doterajší rekord agentúry NASA, ktorá s podobnou technológiou dosiahla 250 sekúnd. Ešte dôležitejšie však je, že tímu sa podarilo z tohto systému priamo vyrábať elektrinu.

Pre Európu, ktorá hľadá cestu k bezuhlíkovej energetike a zároveň rieši stabilitu siete, ide o zaujímavý posun.

Prečo sú klasické turbíny neefektívne?

Bežné plynové turbíny fungujú na tzv. Braytonovom cykle. V praxi to znamená, že nasávajú vzduch, mechanicky ho stláčajú na vysoký tlak, následne ho zmiešajú s palivom a zmes spaľujú. Problémom je, že samotná kompresia spotrebuje veľkú časť vyrobenej energie.

Podľa Daniela Banutiho z KIT môže klasická plynová turbína minúť približne 50 percent vlastného výkonu práve na stláčanie vzduchu. Táto energia potom chýba pri samotnej výrobe elektriny. V kontexte energetickej účinnosti ide o zásadnú stratu.

Spaľovanie bez kompresora

Riešením je takzvané pressure gain combustion, teda spaľovanie so ziskom tlaku. Namiesto mechanickej kompresie sa tlak vytvára priamo v spaľovacej komore pomocou detonačných vĺn. Tie prudko zvýšia tlak a teplotu bez potreby klasického kompresora.

Výsledkom je systém s menším počtom pohyblivých častí a potenciálne vyššou účinnosťou. Zároveň sa znižujú mechanické straty.

Technológia však čelí extrémnym podmienkam. Detonačné spaľovanie vytvára veľmi rýchle a intenzívne tlakové pulzy, ktoré môžu poškodiť materiály komory aj turbíny. Práve preto sa dlhodobo nedarilo dosiahnuť stabilnú a dlhšiu prevádzku.

Rekord 303 sekúnd a výroba elektriny

Tím z KIT dokázal turbínu udržať v chode 303 sekúnd, teda viac než 5 minút. To je o 53 sekúnd viac než doterajší rekord NASA. Z hľadiska výskumu ide o výrazný posun, pretože predchádzajúce experimenty trvali len zlomky sekundy.

Ešte významnejší je fakt, že vedci dokázali z tejto turbíny priamo vyrábať elektrickú energiu. Stabilný prenos energie pri tak dynamickom spaľovaní je technicky mimoriadne náročný. Rýchle tlakové zmeny totiž komplikujú rovnomerný chod turbíny a generátora.

Bez vodíka by to nešlo

Experimenty prebiehali s vodíkom ako palivom. Vodík reaguje rýchlo, podporuje stabilné tlakové nárasty a pri spaľovaní nevytvára oxid uhličitý. Ak je vyrobený pomocou obnoviteľnej elektriny, ide o potenciálne bezemisné palivo.

Freepik (Úprava redakcie)

Pre Európsku úniu, ktorá investuje miliardy eur do vodíkovej infraštruktúry a zeleného vodíka, môže mať takáto technológia význam najmä ako flexibilný zdroj energie. Plynové turbíny sú totiž vhodné na rýchle vykrývanie špičiek v sieti, čo je kľúčové pri rastúcom podiele veternej a solárnej energie.

Oživenie pre celú energetiku

Bezkompresorová turbína zatiaľ nie je pripravená na komerčné nasadenie. Ide o výskumný prototyp. Ak sa však podarí zvýšiť životnosť, stabilitu a škálovateľnosť, môže ísť o krok k účinnejším vodíkovým elektrárňam alebo dokonca k novým typom leteckých motorov.

KIT plánuje technológiu predstaviť na veľtrhu Hannover Messe v apríli 2026. Pre Európu, ktorá chce znížiť závislosť od fosílnych palív a zároveň si udržať technologickú suverenitu, môže ísť o jeden z dôležitých stavebných kameňov budúceho energetického mixu.

Čítajte viac z kategórie: Novinky