Zdiby 18. června 2026 (PROTEXT) – Věříme, že tepelná čerpadla z elastochlorických slitin s tvarovou pamětí jsou materiálem budoucnosti, říká u příležitosti otevření unikátní laboratoře ve Zdibech technický ředitel (CTO) a spoluzakladatel irské společnosti Exergyn Kevin O’Toole. Irové se, podle agentury CzechInvest, ve středních Čechách zaměří na výzkum a vývoj slitin s tvarovou pamětí (SMA), centrála v Irsku a technické týmy z Velké Británie zajišťují inženýrský vývoj, simulace a integraci technologie do finálního systému tepelného čerpadla.
Ve Zdibech bylo slavnostně otevřeno centrum materiálového výzkumu pro vývoj tepelných čerpadel bez dopadu jejich činnosti na globální oteplování. Za tímto počinem stojí irská společnost Exergyn. Jak to vše začalo?
Společnost Exergyn byla založena v roce 2012 v Dublinu. Zpočátku jsme se zabývali rekuperací odpadního tepla, při které jsme využívali materiál Shape Permeabilis. Ten vyrábíme v Praze a slouží k získávání nízkoteplotní energie z technologických systémů. Zní to složitě, v zásadě jde ale o to, že v průmyslu se plýtvá velkým množstvím energie. A my jsme si řekli, že by se část této energie dala s pomocí určitých materiálů získat zpět.
Brzy jsme si však uvědomili, že ačkoli byla naše technologie v pořádku a fungovala, trh na ni nebyl připraven. Množství odběratelů, o kterém se dalo mluvit, bylo tak malé, že jsme neměli dostatek komerčních klientů, abychom ji dostali na trh. Kolem let 2015 a 2016 se celosvětově hodně mluvilo o takzvaném Kigalském dodatku k Montrealskému protokolu (z roku 1987). Možná si vzpomínáte, že v 80. letech bylo v atmosféře hodně freonů, a tento protokol nařídil jejich odstranění. Freony byly nahrazeny jiným typem plynu, který nebyl pro atmosféru až tak škodlivý. Jenže jak výzkum pokračoval, lidé si uvědomili, že i tento plyn obalí Zemi a urychlí globální oteplování.
V roce 2016 se proto konalo setkání, kde se rozhodlo o vyřazení těchto plynů z provozu. Může se to zdát jako drobnost, když si ovšem uvědomíte, že celé odvětví klimatizace bylo postaveno právě na nich, vyvstal pro tento segment docela velký problém.
Co se dělo dál?
Snaha vyhnout se freonům přiměla svět, aby se začal používat propan nebo vysokotlaký oxid uhličitý a podobné látky, které jsou rovněž problematické. Zároveň jsme měli systém, který nahrazuje tradiční plynná chladiva pevným jádrem na principu, který je podobný motoru, a tak jsme si řekli: „Máme tepelné čerpadlo, a to nepoužívá plyny. Téměř bychom se dopadům na globální klima mohli vyhnout – kdyby s námi spolupracoval nějaký velký výrobce. Tímto způsobem bychom se mohli vyhnout všem potížím, které plynou z regulace.“
Od té chvíle jsme se etablovali jako firma, která se zabývá technologiemi chlazení a vytápění využívajícími pevného jádra z vhodných slitin. Začínali jsme jako zvědaví inženýři motivovaní zájmem o technologie. Hodně našich hodnot a předsevzetí vyšlo z této zkušenosti. Chtěli jsme své technologie dostat na trh, a tak jsme se rozhodli spolupracovat s velkými korporacemi.
Na co se soustředíte nejvíce?
Snažíme se existující postupy nahradit řešením solid-state. Kdybychom tady seděli za 30 nebo 40 let, většina systémů vytápění a chlazení už by pravděpodobně fungovala na pevném jádru s přidanou hodnotou tvarové paměti (Shape Memory Alloy, SMA, pozn. autorky). Domnívám se, že metoda, kterou používáme, je jednou ze dvou nebo tří možných přístupů. Ta naše se zdá být energeticky velmi účinná a levná pro výrobu, což je velká výhoda oproti některým konkurenčním řešením. Myslím, že se prosadí nějaká forma chlazení bez použití tradičních plynů, které škodí životnímu prostředí. Je to recept pro příští generace.
To, co nyní vidíme, je vrchol metody komprese par. Předpisy ji postupně omezí, zejména v Evropě. To se rozšíří do USA i Asie, chladiva budou dražší, protože bude těžší se k nim dostat. Budou se otevírat nové příležitosti. Nastane období, kdy budou oba způsoby koexistovat. Podle mne je solid-state správnou cestou, protože neuniká žádná toxicita, tedy nevzniká dopad na klima. Teoreticky by bylo možné výrazně snížit globální teplotu, pokud bychom odstranili neustálý přísun plynů, které vypouštíme.
Naznačujete, že není na co čekat?
Přesně tak, je to jedna z nejdůležitějších věcí. Pokud se to podaří zvládnout, může to snížit teplotu o 0,5 °C, což je hodně. Je nezbytné, aby se sjednotily vlády a firmy. Je spousta věcí, které se musí přihodit, ale pokud nemáte spolehlivou technologii, je to k ničemu.
Technologie Shape Memory Alloy (SMA) může pro leckoho znít jako sci-fi. Můžete zjednodušeně popsat, jak funguje?
V běžném klimatizačním systému, jaký máte doma, v hotelu či kdekoli jinde, se používá speciální látka zvaná chladivo. Když tu látku stlačíte, změní skupenství. Přejde z plynného do kapalného a zpět. Dalo by se to přirovnat k plicím: když vzduch stlačíte a změníte jeho skupenství, absorbují teplo, a když ho uvolníte, toto teplo se uvolní. Využíváme stejný mechanismus až na to, že u nás je na začátku pevná látka s určitým tvarem a ve druhé fází jde také o pevnou látku. Vnitřně měníme její tvar. Když se stav mění v jednom směru, absorbuje energii. Když se uvolňuje, rovněž uvolňuje energii. Materiál, který používáme, je odvozený od tvarových a paměťových slitin, známých od 60. let 20.století. První velký průlom zaznamenaly tyto materiály v 90. letech ve zdravotnictví. Většina stentů (vnitřní výstuž zdravotnických trubiček, pozn. autorky), rovnátek nebo brýlí, které se dají ohýbat, byla vyrobena z tvarových a paměťových slitin.
Co je novinkou?
Jednou z inovací je to, že jsme začali tyto postupy používat v oboru chlazení a vytápění. Když jsme před více než deseti lety poprvé začali navrhovat své systémy, používali jsme materiály pro zdravotnické prostředky, protože nic jiného nebylo k dispozici. Fungovalo to, ale neodpovídalo to našim potřebám. Teprve od roku 2023 jsme uvedli do provozu to, na čem jsme pracovali celé roky. Výsledkem je materiál, který je uvnitř jiný, když má stejné množství niklu a titanu.
Cílem je stlačit ho co nejméně a přenést co nejvíce tepla. Když to uděláte s materiály používanými v lékařských zařízeních, může to dobře fungovat po několik cyklů, než se začnou deformovat. Materiál s tvarovou pamětí, který jsme vyvinuli v Praze, funguje donekonečna a získáte mnohem více energie.
Proč jste si vybrali pro expanzi Českou republiku, konkrétně Zdiby, kde vedeme tento rozhovor?
Když jsem před 20 lety dělal doktorát v Irsku, zabýval jsem se slitinami s tvarovou pamětí pro robotické aplikace. Používal jsem je jako náhradu za svaly v paži. To bylo téma mé doktorské práce. Nefungovalo to úplně perfektně, princip se přesto osvědčil.
Asi po roce jsem si uvědomil, že tvar takové slitiny plní svůj účel, ale že existují lepší způsoby, jak tento materiál využít. Jeden kolega, který se zabýval technologií motorů, mi řekl: „Poslyš, vím o přebytečné energii. Co kdybychom to propojili a uvidíme, co se stane.“
Navíc v Praze už tou dobou existoval okruh lidí, kteří se těmito věcmi zabývali. Česká republika má zázemí ve vědě, kvalitním technickém vzdělávání a těší se špičkové reputaci v oblasti výzkumu a vývoje.
Jak jste navázali spolupráci s českými kolegy?
Komunikovali jsme už koncem nultých let, neznali jsme se osobně. V roce 2015 jsme rozjeli vlastní firmu poté, co jsme sehnali kapitál. Udělali jsme spoustu práce na tom, jak by měl systém vypadat a chtěli jsme dál expandovat. Napsal jsem jednomu českému kolegovi z Fyzikálního ústavu AV ČR, protože jsem se domníval, že by mohl znát někoho, kdo by nám uměl pomoci. Poté jsme se setkali, povídali si o možném společném projektu. Seznámil jsem se s dalšími odborníky v oboru. Nápady byly, ale objevily se samozřejmě překážky.
Jaké?
Naše nápady jsme nemohli realizovat v Dublinu, protože jsme byli malá firma, a přestěhovat české kolegy do Irska bylo moc nákladné. Pak tu byla stále obava, co když se to příští rok rozpadne, pokud nic neuděláme? Nakonec jsme se rozhodli usadit se v Česku a počkat, co se stane. Nejdříve jsem si našli místo v Klecanech, byla to garáž bez oken, topení a foukal tam vítr. Posléze jsme potřebovali pro výzkum větší a lepší prostory, a tak jsme skončili ve Zdibech.
Teď přišlo na řadu výzkumné a vývojové centrum, kde máte specializované vybavení. Čemu bude sloužit?
Jde o přední světovou laboratoř zabývající se elastochlorickými materiály. Na předchozím místě jsme neměli dostatek místa a technologii slitin s tvarovou pamětí je zapotřebí dále rozvíjet. Nebudeme vyrábět stovky tun materiálu, o to nejde. V Evropě je spousta firem, které náš recept převezmou, přizpůsobí si ho na míru a požadované množství vyrobí.
Jak složité je převzít vaši technologii do širší výroby?
Čím vyšší je intelektuální náročnost vývoje základního receptu a základního materiálu, tím je to zvládnutelnější. Abychom mohli přejít k hromadné výrobě, potřebujeme miliardy, což je pro nás nedosažitelné. Časový rámec, který máme k uvedení na trh, je navíc omezený. Pokud nástup nestihneme třeba za tři nebo pět let, přijde jiná technologie. V tuto chvíli máme jeden spolehlivý slitinový materiál s tvarovou pamětí, který funguje.
Chceme využít co nejnižší sílu pro co nejvyšší tepelný výkon, budeme proto posouvat hranice. Věříme, že tepelná čerpadla z elastochlorických slitin je materiál budoucnosti.
Další informace najdete na: https://czechinvest.gov.cz/cz/Homepage/Novinky/Cerven-2026/Ve-Zdibech-otevrelo-centrum-materialoveho-vyzkumu-pro-vyvoj-tepelnych-cerpadel-bez-dopadu-na-globaln.
Autor: Olga Mullen
Zdroj: Exergyn
