Vodík může zlevnit díky teplu, které továrny „vyhazují“ komínem. Nový katalyzátor snížil teplotu o 500 °C

Laboratorní tým z Birminghamu posunul štěpení vody na vodík do teplot, kde začíná dávat smysl využití odpadního tepla z oceláren, cementáren či skláren.

Zdroj fotografie: Pexels

Ocelárna, cementárna, sklárna: všechny tyto provozy chrlí komínem teplo o teplotě stovek stupňů Celsia, za které nikdo neplatí. Teplo odchází, rozpočet na dekarbonizaci roste a vodík zůstává drahý. Tým profesora Yulonga Dinga z University of Birmingham teď ukázal materiál, který by mohl tyto dvě rovnice propojit. Perovskit s označením BNCF100, složený z barya, niobu, vápníku a železa, dokáže štěpit vodu na vodík při teplotách, které se v průmyslových provozech běžně vyskytují. Studie vyšla 30. dubna 2026 v International Journal of Hydrogen Energy a doprovází ji předběžná ekonomická analýza, podle níž by mohla výroba vodíku vycházet levněji než u zeleného i modrého vodíku. Jenže mezi laboratorním výsledkem a průmyslovým reaktorem leží propast, kterou zatím nikdo nepřemostil.

Proč dosud potřebovalo štěpení vody tak extrémní teploty

Termochemické štěpení vody není nový koncept. Princip je elegantní: speciální oxid kovu se při vysoké teplotě zbaví části kyslíku, a když se pak vystaví vodní páře, „ukradne“ kyslík z molekul H₂O a uvolní vodík. Problém byl vždy v číslech na teploměru. Klasické metaloxidové cykly vyžadovaly pro samotné štěpení vody 700 až 1 000 °C a pro regeneraci materiálu, tedy obnovení jeho schopnosti reagovat znovu, dokonce 1 300 až 1 500 °C.

Takové teploty najdete uvnitř vysoké pece, ne v jejím komíně. Birminghamský přehled z roku 2025 shrnul, že většina známých materiálů trpěla nízkými výnosy vodíku, systémovou účinností pod 20 % a extrémními nároky na odolnost reaktoru. Výsledek? Termochemické štěpení zůstávalo akademickou kuriozitou, zatímco průmysl sázel na elektrolýzu.

Co přesně BNCF100 změnil

BNCF100 posunul obě teplotní okna výrazně níž. Produkce vodíku probíhá už při 150 až 500 °C, regenerace materiálu pak při 700 až 1 000 °C. Oproti konvenčním cyklům je to pokles o stovky stupňů v obou krocích, při regeneraci až o 600 až 800 °C. Univerzita to shrnuje jako snížení o přibližně 500 °C, což odpovídá průměrnému posunu celého procesu.

Co to znamená prakticky? Odpadní teplo z energeticky náročných provozů se najednou stává potenciálním zdrojem energie pro výrobu vodíku. Birmingham jmenuje čtyři sektory:

• Ocelářství – podle dat JRC je velká část procesního tepla v ocelářství nad 500 °C, přičemž spaliny a odpadní proudy často dosahují ještě vyšších teplot.
• Cementářství – kalcinace probíhá při 900 až 1 250 °C, tvorba slínku kolem 1 450 °C; odpadní proudy z chladicích zón a spalin nabízejí široké teplotní spektrum.
• Sklo – tavicí pece pracují nad 1 500 °C, zatímco odpadní teplo z rekuperátorů klesá do stovek stupňů Celsia.
• Chemický průmysl – exotermické procesy a spaliny poskytují stabilní tepelné proudy.

Klíčové aktivní místo materiálu tvoří kombinace železa a kyslíkové vakance vedle atomu vápníku (Fe–V_O–Ca). Voda se na těchto vakancích disociativně adsorbuje a uvolňuje vodík. Za deset laboratorních cyklů dosáhl materiál průměrného výnosu 1 014 mikromolů vodíku na gram a rentgenová difrakce ukázala jen minimální strukturální změny. Slibný začátek. Ale deset cyklů není tisíc.

Levnější než zelený i modrý vodík, zatím na papíře

Samostatná technicko-ekonomická analýza publikovaná ve Fuel porovnala náklady na vodík z BNCF100 s elektrolýzou (zelený vodík) a parním reformingem zemního plynu s CCS (modrý vodík) v pěti regionech světa.

Region	BNCF (Kč/kg)	Zelený H₂ (Kč/kg)	Modrý H₂ (Kč/kg)
Austrálie	9–67	58–103	87–158
Čína	15–95	70–145	95–175
EU27	22–120	80–190	100–200
Velká Británie	25–135	85–210	105–205
Japonsko	30–145	90–220	88–200

Přepočet z USD/kg při kurzu přibližně 23,70 Kč/USD; rozsahy odrážejí různé scénáře rekuperace tepla a cen elektřiny.

Čísla vypadají přesvědčivě, ale je potřeba je číst pozorně. Nejnižší hodnoty předpokládají vysokou míru využití odpadního tepla, levnou obnovitelnou elektřinu a efektivní využití materiálu. V britském modelu tvoří elektřina přes 84 % celkových nákladů, takže tam, kde je vodík vyráběn za vysokých cen energie, výhoda rychle mizí. Austrálie vychází nejlépe právě díky levné solární a větrné energii. Pro Evropu to znamená, že konkurenceschopnost není automatická, ale silně závisí na lokalitě.

Zajímavý detail: pokud by se podařilo prodávat kyslík jako vedlejší produkt, náklady by klesly ještě níž. Jenže to předpokládá odběratele kyslíku v dosahu, což je další proměnná, kterou model negarantuje.

Vodíkové ostrovy v Česku zatím jedou na elektrolýze

Česko má od července 2024 aktualizovanou vodíkovou strategii, která do roku 2030 počítá s lokálními „vodíkovými ostrovy“, tedy menšími výrobními a spotřebními klastry. Pilotní projekty už běží: Veolia Energie provozuje elektrolyzéry ve Frýdku-Místku a Krnově. Všechny ale stojí na elektrolýze, ne na termochemickém štěpení.

Přitom české ocelárny, cementárny i sklárny disponují odpadním teplem v teplotních pásmech, která by pro BNCF100 přicházela v úvahu. Bez konkrétního auditu tepelných toků v jednotlivých závodech ale nelze říct, který provoz by byl ideálním kandidátem. Evropský rámec IPCEI Hy2Use i projekt H2GLASS potvrzují, že právě ocel, cement a sklo jsou prioritní obory pro integraci vodíku, zatím však jinými technologickými cestami.

Co chybí do průmyslového nasazení

Birminghamský tým má podanou patentovou přihlášku a hledá průmyslové partnery. Zatím ale neexistuje pilotní provoz, demonstrační jednotka ani oznámené investiční rozhodnutí. Autoři sami přiznávají, co je ještě potřeba prokázat: detailní modelování reaktoru, dlouhodobou cyklickou stabilitu materiálu, návrh systému připraveného na škálování a realističtější posouzení vedlejších produktů. K tomu přibývá otázka, jak se materiál bude chovat v průmyslově „špinavém“ prostředí, s prachem, kolísáním teplot a nečistotami ve spalinách.

IEA ve svém Global Hydrogen Review 2025 připomíná, že nízkoemisní vodík tvoří stále méně než jedno procento globální produkce a nové aplikace pokrývají méně než 0,1 % poptávky. Většina oznámených vodíkových projektů navíc nedospěla k finálnímu investičnímu rozhodnutí. Cesta od laboratorního důkazu k realitě je dlouhá a kapitálově náročná.

BNCF100 neřeší vodík jako takový. Řeší jednu velmi konkrétní situaci: továrnu, která má přebytek tepla a zároveň potřebuje vodík. Tam, kde se tyto dvě podmínky potkají v jednom areálu, může nově změnit ekonomiku výroby. Všude jinde zůstává elegantním laboratorním výsledkem, který stále čeká na svůj komín.