Ke zkoumání možného řešení, jak si poradit s ohromným množstvím oxidu uhličitého v zemské atmosféře, přivedly chemičku Pavlu Eliášovou její děti.
Vize za jejím projektem je velká. Najít cestu k cirkulární uhlíkové ekonomice, ve které by se škodlivý oxid uhličitý využíval a měnil na nový zdroj energie.
Jak to má fungovat, vysvětluje v rozhovoru vědkyně z katedry fyzikální a makromolekulární chemie UK, která patří do našeho letošního výběru top žen české vědy a která letos získala ocenění L’Oreál – UNESCO Pro ženy ve vědě.
Co přesně vyvíjíte?
Mým hlavním cílem je vyvinout nové materiály, katalyzátory, které umožní přeměnu oxidu uhličitého na takzvaná solární paliva.
Co v tomhle smyslu znamená katalyzátor?
Katalyzátor je látka, která umožní nebo usnadní průběh nějaké reakce. Je to, jako když chcete vylézt na nějakou vysokou horu. Můžete jít bez pomoci, nést si těžký batoh a všechno dělat sami. V takovém případě na vrchol třeba ani nevylezete, nebo to bude hrozně energeticky náročné.
Nebo si s sebou můžete vzít šerpu, to je takový katalyzátor, který vám pomůže s věcmi, poradí nejlepší cestu, ulehčí vám výstup. Prakticky vás na ten vrchol za mnohem méně energie dotlačí. Katalyzátor je tedy látka, která nám umožní reakci, která by jinak nemusela vůbec proběhnout, a navíc se dá používat opakovaně.
V čem jsou katalyzátory, které vyvíjíte, nové?
Pracujeme na přípravě fotokatalyzátorů s využitím karbidů přechodných kovů. Takové materiály by mohly pomocí slunečního záření přeměňovat oxid uhličitý, což je nejznámější skleníkový plyn, na solární paliva.
Co si pod tím můžeme představit?
Solární paliva jsou chemikálie, které v sobě uchovávají energii a které dokážeme připravit právě pomocí slunečního záření. Typicky je to třeba vodík, metan, metanol, etanol, etylen a další. Energii, která se v nich skrývá, pak můžeme dále využít nebo je použít jako základní chemikálie pro další procesy.
Hlavním cílem je tedy vyvinout materiály, které tuto přeměnu oxidu uhličitého umožní a které budou efektivní i bez přítomnosti drahých kovů a ideálně budou fungovat s využitím přímého slunečního záření.
Proč?
Aby se snížily náklady. Výroba solárních paliv se totiž dnes většinou neobejde bez přítomnosti drahých kovů, jako je platina nebo paladium. Jenže kdybychom to řešení chtěli využívat komerčně ve velkém, museli bychom mít velké množství platiny a paladia, což je nemyslitelné. Proto se velká část výzkumu zabývá tím, jak nahradit tyto drahé kovy.
A už víte jak?
Chtěli bychom využít právě karbidy přechodných kovů, což jsou materiály s velkým potenciálem. V teoretických studiích se ukázalo, že to mohou být ideální kandidáti.
Jak daleko jste na téhle cestě?
Jsem na začátku v prvotní fázi testů. Připravuji materiály v různých formách a začínám je testovat v kombinaci s jinými fotoaktivními látkami, jako je oxid měďný. O něm se ví, že je to výborný materiál pro fotokatalýzu, ale je potřeba pracovat na jeho vylepšení.
Pracujete na tom sama s kolegy v Praze?
Ne, náš tým je zapojený do velké mezinárodní skupiny, kde jsou další vědecké týmy ze šesti evropských zemí. Jedná se o obrovský projekt na čtyři roky s názvem DESIRED, který financuje Evropská unice přes výzvu European Horizon.
Cílem je přijít s úplně novým typem fotoreaktoru, který bude schopen vyrábět štěpením vody a přeměnou oxidu uhličitého solární paliva. Zaměřujeme se na solární paliva, která jsou složitější na výrobu, ale o to jsou cennější. Nejde tedy o vodík ani metan nebo metanol, ale o větší molekuly jako etylen, etanol a další.
Jak se dá tak velké téma a napříč tolika zeměmi a lidmi zkoordinovat?
Projekt je velmi pečlivě naplánovaný a velmi dobře řízený, vedoucí projektu je z Itálie. Každý půlrok máme schůzky. Navíc je návrh projektu detailně propracovaný, je tam i časový plán, která skupina co dělá v jakou dobu a podle toho jedeme.
Někdo je výborný ve vývoji fotoreaktorů, někdo se zaměřuje na vývoj katalyzátorů, další zkoumá, jak využít přírodní materiály, jiná skupina zase řeší kontakt s průmyslovými partnery a tak dál. Každá skupina něčím vyniká a společně to chceme dotáhnout ke zdárnému výsledku.
Pokud by se tohle povedlo, jak velký to může mít přínos na trhu energetiky?
To je hodně náročná otázka, nejsem ekonom ani politik a myslím, že pro finální využití bude hrát hlavní roli právě ekonomika i politika. Naše společnost je natolik založená na fosilních palivech, že se jich určitě kompletně nezbavíme. Ale spíš jde o to, co uděláme s oxidem uhličitým, který pořád ve velkém vypouštíme do atmosféry, což je dneska největší problém.
Musíme omezit jeho vypouštění a zároveň ho i odebírat z atmosféry. Právě k tomu by mohl sloužit i náš projekt. Využijeme oxid uhličitý, který už v atmosféře je, vyrobíme z něj palivo, a budeme tak mít navíc další zdroj energie.
Řeší se už teď i možné průmyslové využití?
Ano, část našeho týmu přesně na tom pracuje, jsou v kontaktu se zástupci průmyslu a společně hledají, jak by se tato technologie dala převést do většího měřítka. Ale samozřejmě to je i otázka politiky.
Jak jste se k tomu tématu vůbec dostala?
Je to pro mě relativně nové téma. Dlouho jsem dělala jiné hrozně zajímavé téma, věnovala jsem se zeolitům a jejich využití při zpracování ropy. Zeolity jsou úžasné přírodní materiály, které má většina z nás doma v pracím prášku. Připravili jsme úplně první český zeolit, což byl skvělý úspěch. Pak jsem si ale skoro na šest let odskočila od vědy porodit tři děti a věnovat se rodině. Během té doby jsem přemýšlela, co budu dělat, až se vrátím.
Jaké to je, vrátit se po tak dlouhé době k vědě?
Velmi těžké. Za tu dobu výzkum velice poskočil, udělaly se skvělé věci a já stála před otázkou, jestli se pokusím naskočit do jedoucího vlaku, nebo jestli půjdu jinou cestou.
Rozhodla jste se jít jinou cestou, proč?
Když máte malé děti, koukáte na svět trochu jinak. Vidíte všechny ty varovné zprávy o ekologii, suchu, fosilních palivech, oteplování planety, změnách klimatu. Je to černočerná vize a to mě přivedlo k myšlence, jestli mohu nějak přispět a udělat něco pro to, aby se to změnilo.
Vždyť já jsem v té vědě, mám tu možnost! Říkala jsem si, že nemusím jen doma třídit odpadky. Takže když jsem se pak dostala k tématu přeměny oxidu uhličitého na solární paliva, věděla jsem, že to je ono. Úžasná příležitost, s čím zase začít.
Hraje v tom roli i jiná motivace?
Určitě. Člověk má jinou vnitřní motivaci, dělá to i kvůli svým dětem a mám hlavně celkově silnější pocit, že to má smysl. Vypadá to jednoduše, vzít něco špatného, co vypouštíme a vypouštět budeme, a přeměnit to v něco užitečného. Ve skutečnosti je to ale velice komplikovaný proces. S tak skvělým týmem, jako máme my, ale věřím, že zase posuneme naše hranice dál.
Jak lidi reagují, když jim řeknete, že jste chemička?
No jéje! Chemie je prostě špatná, to je obecná reakce. Když řeknu, že dělám chemii, nebo ještě navíc fyzikální chemii, všichni otočí oči v sloup se slovy „já jsem nesnášel fyziku a chemii!“ A podobně za mnou třeba synovec přijde a říká, že se mu něco nelíbí, že v tom je samá chemie.
Co na to říkáte?
Všechno kolem tebe je díky chemii! Díky tomu máš telefon, můžeš se obléct, všechno máš díky výrobkům chemického průmyslu. Ano, chemie je všude, ale neznamená to, že je to špatně. Bez výrobků chemického průmyslu se vrátíme zpátky do jeskyně, když to přeženu.
Sama jste po gymnáziu nebyla rozhodnutá, že půjdete dělat chemii, jak se to seběhlo?
Vůbec jsem nevěděla, co dál. Chemie a fyzika mně šly, měla jsem samé jedničky. Po základní škole jsem chtěla jít dělat chovatelku koní, měla jsem o tom spoustu knížek. Ale maminka mi řekla, že na učiliště nepůjdu v žádném případě, protože sama na jednom učila. Takže jsem šla na gymnázium a pak se zkusila přihlásit na tělocvik, čínštinu a aplikovanou matiku.
Na chemii ne?
Nejprve ne, ale nějak se to sešlo, že mě nikde nevzali, což je nakonec i dobře. Kamarádka mi pak doporučila nový obor chemie, geologie a ochrany životního prostředí, který tehdy otevírali v Olomouci a kde brali všechny. Tak jsem to šla zkusit. No a bylo to super, hrozně mě to bavilo. Pokračovala jsem v tom dál, až jsem se dostala do Prahy.
Ale nejen do Prahy, rok jste pracovala i v týmu kandidáta na Nobelovy ceny za chemii v Jižní Koreji. Jak se člověk dostane na tak prestižní místo?
Byla to souhra několika věcí. Profesor Ryoo byl v té době na vrcholu kariéry a dělal hodně zeolity, se kterými jsme v Praze také byli a jsme na vysoké úrovni. Měli jsme výborné publikace a potkávali se na konferencích. Těsně před mojí obhajobou byl profesor Ryoo u nás na konferenci, kam ho pozval můj tehdejší školitel, profesor Jiří Čejka. Přišel pak za mnou a nabídl mi, jestli bych na roční místo postdoka nechtěla přijet k nim.
Váhala jste?
Ne. Bylo mi jasné, že pokud chci ve vědě pokračovat, musím někam na rok odjet. A když už, tak ať to stojí za to. Kdekoli v Evropě bych to sice měla blízko domů, ale jet do Asie, to je opravdu jiný svět a zažít to navíc v tak špičkové skupině, to se neodmítá.
Jaké to bylo?
Hodně jiné. Šlo o téměř výhradně korejskou skupinu, jediní cizinci jsme tam byli já a jeden Portugalec, který tam ale pracoval už druhým rokem, a tak byl otrlejší. V celé společnosti mají velmi silnou hierarchii a to se výrazně promítalo i do výzkumné skupiny. Velice tam dbají na to, kdo je v žebříčku jak postavený a kde jste vy. Podle toho se určuje, jak se k vám můžou a nemůžou chovat.
Jaké postavení jste měla vy?
To bylo právě velmi zajímavé, protože jsem byla postdok, žena, cizinka, takže vůbec nevěděli, kam si mě mají zařadit, ale myslím, že jsem tam stála relativně vysoko. Zajímavé to pro mě bylo ale hlavně z toho pohledu, že jsem mohla sledovat, jak ty skupiny fungují.
Jak to myslíte?
Pracuje se tam téměř nonstop. Hlavně studenti byli skoro až vytěžovaní. Až později jsem zjistila, že se to nedělo jen v naší skupině, ale že je to běžné v celé Koreji, Japonsku i Číně. Je tam veliká konkurence, tlak i obrovské nároky. To, že budete pracovat sedm dní v týdnu, od nevidím do nevidím, se ani nerozporuje.
Jak jste se v tom cítila?
Nebylo to moc příjemné a asi po půl roce jsem měla krizi, zvažovala jsem, že se vrátím dřív. Sledovat, jak ten ohromný tlak někteří studenti špatně snášejí a jak se celý jejich život zúžil na laborku, vidět, jak usínají vyčerpáním na klávesnici, to bylo náročné. Byla jsem nazlobená na ten systém a říkala si, jestli mi vůbec stojí za to se toho účastnit.
Nakonec jste ale zůstala celý rok, proč?
Uvědomila jsem si, že můj případný demonstrativní odchod by neměl žádný smysl ani vliv. Nic by se tím nezměnilo, nikdo by toho nelitoval, jen já. Naopak jsem si z toho vzala poučení, jak pracovat efektivně a že být osmnáct hodin v laboratoři není známka efektivity. Ale našim studentům někdy z legrace vyhrožuju, že je pošlu na stáž do Koreje, stačí i jen do té jižní, aby věděli, jak si nás mají vážit.
Máte zkušenosti i z dalších zemí. Je věda jenom jedna?
Věda je jenom jedna, musí být založena na výsledcích, faktech, datech, ideálně na zopakovatelných experimentech. Takže ano, věda je jen jedna, ale přístupy k ní jsou různé. Zajímavé je, že se v poslední době věda opravdu hodně propojuje mezi různými zeměmi. Vidíme to čím dál tím častěji, že se otevírají výzvy k projektům mezinárodní spolupráce.
Proč to tak je?
Určitě je to hodně dané tím, že se ve vědě čím dál víc úzce specializujeme. Vědomostí je už hrozně moc, takže každý může být odborník na jednu úzkou oblast a stejně nebude vědět všechno. Proto je potřeba propojovat lidi z různých oblastí, aby se přišlo s komplexním řešením, propojit znalosti, a udělat tak něco užitečného.
Ve vaší pracovní skupině působí i váš manžel, co přesně dělá?
Je technik, bez něj se tady nic nepohne, jak rádi s nadsázkou říkáme. Děláme si z toho občas legraci, ale když potom vidíte, že je někdo třeba vědecky velmi talentovaný, ale ne technicky, stojí u přístroje a snaží se to marně dát dohromady, vidíte, že bez techniků bychom si ani neškrtli. To platí i pro mě.
Dá se to vaše profesní rozdělení aplikovat i v domácím prostředí?
No jasně! Manžel je technik i doma, všechno opraví, postaví, vyrábí různý nábytek, co může, to opraví sám. Je velmi šikovný. Takže ano, technik v práci i doma.
A jak se projevuje vaše profese doma? Chemie a vaření?
Přesně tak, to je úplně stejné. Miluju vaření materiálů v laboratoři i vaření doma, to je můj koníček. V obou případech vaříte nejdříve podle receptu a postupně začnete experimentovat a odvažujete se čím dál víc.
Jen mám doma trochu profesionální deformace a když je v receptu napsané, že mám dát 200 gramů mouky, stojím u váhy a pečlivě odsypávám, dokud neskočí přesně 200 gramů.
