Business and Governement Priority: Česká hlava přinesla vědci investora

Rozhovor v Business and Governement Priority, 23. 3. 2023

Celý článek zde: Česká hlava přinesla vědci investora - Priority Magazín (prioritymagazin.cz)

 

O České hlavě vědí i na Tchai-wanu

Když Jiří Dědeček z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského Akademie věd přebíral cenu Česká hlava za svůj objev nové metody produkce metanolu, domníval se, že si krátce užije slávy televizního galavečera a pak se život vrátí do obvyklých kolejí. Ale spletl se. Cena Česká hlava všechno změnila.

Co se tenkrát stalo?

Několik dní po odvysílání televizního galavečeru z předávání cen mi zavolali ze zastoupení Tchai-wanu, že se dívali na galavečer a velmi je zaujal můj výzkum a zda bych byl ochoten se pobavit o možné spolupráci.. V té době jsme už obesílali potenciální zájemce o spolupráci na realizaci našeho objevu, ale že o nás projeví sami zájem až na Tchai-wanu, to jsem rozhodně nečekal. Ona to ale nebyla náhoda, na jejich zastoupení mají specialistu jen na vyhledávání zajímavých vědeckých projektů.

Jak jednání s Tchai-wanem dopadlo?

Na Tchai-wanu mají ITRI (Industrial Technology Research Institute), který se velmi úspěšně věnuje transformaci vědeckých poznatků do praxe, takže staví prototypy, poloprovozní zařízení a je schopen vyvinout technologii a zavést ji do praxe, zvládají celý proces od patentu až po prodej technologie. Dohodli jsme se, že se pokusí společně s námi náš objev převést do praxe. My sice máme možný katalyzátor, ale ten sám nestačí, chemická výroba potřebuje celou technologii, které je katalyzátor pouze základem. A vývoj technologie právě umí například v ITRI. Klíčem ke spolupráci ale je, že náš katalyzátor pro výrobu metanolu povede k technologii, která bude levnější a výhodnější než ta, která se dosud používá. A prvním krokem je příprava katalyzátoru a ověření jeho aktivity partnerem, jestli to má vůbec smysl. Takže připravit katalyzátor.

Ten jste ale už měli?

Ne. Tady totiž nastává určitý paradox. Pro kvalitní publikaci potřebujete detailně porozumět vašemu katalyzátoru a jeho chování. A to jde nejlépe, když vzorek obsahuje jen aktivní centra a nic jiného, ale nevadí, když jich je málo. Pro aplikaci potřebujete naopak aktivních center co nejvíc a nevadí, když vzorek obsahuje i něco navrch. Takže opravdu aktivní katalyzátor se musí připravit zcela jinak, i když princip a aktivní složka jsou stejné. To znamená upravit naše postupy přípravy a ověřit výslednou aktivitu katalyzátoru.

Tak to snad není tak těžké, udělat takové experimenty

Tak to jste na velikém omylu. Pokud vystoupíte z klasického světa vědeckého výzkumu, tedy že získáte grant na nějaký výzkum, ten úspěšně zvládnete a výsledky publikujete ve vědeckém časopise, a chcete výsledek výzkumu dostat do praktického života, čeká vás nejedno úskalí. My jsme hned na počátku předpokládali, že by náš výzkum mohl mít ohromný potenciál pro praxi, a tak jsme ho patentovali. Jenže když chcete něco patentovat, nemůžete výsledky publikovat před podáním patentové přihlášky, protože publikované výsledky už nemůžete patentovat. Jenže patent vyžaduje zcela jiná data než článek na počátku výzkumu, a ta musíte získat. A když při jejich získávání nepublikujete, tak zase neplníte kriteria hodnocení vědy. To demotivuje hlavně mladé členy vědeckých týmů. Pokud mladý vědec hojně nepublikuje, jeho osobní hodnocení i perspektiva se výrazně zhoršují. Pokud je někdo vystaven opravdu tvrdé celosvětové konkurenci, tak jsou to především mladí vědci. Věda je opravdu mezinárodní hřiště. A když chcete zkusit své výsledky dotáhnout k realizaci, dostáváte se hned na začátku vašeho pokusu do takové zvláštní mezery ve financování, kdy najednou nejsou zdroje na další výzkum. Musíte udělat nějaké experimenty speciálně pro patentové listiny, a hlavně, měli byste demonstrovat, že nápad z vědecké publikace je k něčemu, v našem případě vyvinout potřebné aktivní vzorky katalyzátorů pro Tchai-wanského partnera a na to žádné granty nejsou. A naše vědecké instituce na tuto riskantní činnost prokázání životaschopnosti nápadu nemají v drtivé většině případů prostředky. I když vedení Akademie věd si to uvědomuje a v současnosti něco, co by mohlo tuto situaci usnadnit připravuje.

Takže ten projekt se zastavil, i když je zájem ze zahraničí?

Naštěstí ne. Náš ústav má velmi rozumné vedení, které neklade přehnaný důraz na scientometrická data našich výstupů (počet publikací, v jakém časopise jsou…) ale klade velký důraz na kvalitu našeho bádání. Takže snížení počtu publikací není problém. Jenže nám stále chyběly peníze na práci a tady musím znovu poděkovat České hlavě, která našla investora, který zafinancoval náš projekt, a my můžeme pokračovat ve výzkumu. Zdá se to neuvěřitelné, ale i ten sleduje pravidelně výsledky udělených cen České hlavě. Tahle soutěž není jen pro ocenění vědců, ona jim reálně pomáhá. Za tohle Česká hlava opravdu zaslouží ocenění a jsem jí za to velmi vděčný.

Kolik peněz jste vlastně potřebovali na pokračování ?

Malé jednotky milionů.

To by snad neměl být problém sehnat i z veřejných prostředků na výzkum…

Je to problém. Jak jsem říkal, v určitém okamžiku propadáte současnými schématy financování vědy z veřejných prostředků. Institucionálních prostředků mají ústavy strašně málo, takže vědecký výzkum je financován z grantů. A na toto granty nejsou. A i kdyby byly, granty už z principu nejsou pružné (musíte čekat až je soutěž vyhlášena). A navíc, pokus o komercionalizaci je velmi rizikový zatímco grantový systém očekává úspěšné splnění.

Ony ty soukromé investice ale přinášejí do výzkumu zcela nový styl práce. Můj investor není vůbec pasivní. Zajímá se o každý detail nebo posun, pomáhá nám zaměřit se na to, co může potenciální výrobce ale i uživatele technologie zajímat. O tomto s námi intenzivně komunikuje, má velmi silný tah na branku. Tohle je pro vědeckou práci velmi poučné. Na druhou stranu, a to je ještě důležitější, jeho zajímají výsledky, ne administrativa, zprávy, vykazování čerpání. A jak se držíme původního plánu. Tento přístup je strašně příjemný.

Ve vašem případě se investor díky České hlavě našel, ale proč je obecně z podniků tak malý zájem o výsledky vědců?

Já to moc nechápu. Když jsem byl v Americe, tak jsem viděl, jak za každým projektem už vykukuje nějaký soukromý investor a bedlivě sleduje, jak vývoj pokračuje a kdy ho převezme. To u nás úplně chybí. Mám takový dojem, že nás podniky nepotřebují, že prostě mají cestu jak dosáhnout zisků, aniž inovují. Nebo k tomu přispíváme i my, že nedokážeme jako vědci prezentovat své výsledky a záměry praxi. Těžko můžeme očekávat, že v podnicích budou studovat impaktované časopisy. To si asi mohou dovolit jen velké nadnárodní společnosti, které mají svůj vlastní rozsáhlý výzkum. Ty běžně financují i základní výzkum, aby měly přehled, co se v jejich oboru děje. Je smutné, že za moji karieru jsem takovouto podporu zažil dvakrát, ale pokaždé to bylo od velkého globálního hráče. Takže nedostatek zájmu od domácích firem rozhodně nebude naší nedostatečnou kvalitou. Akademie věd se v poslední době snaží nabízet svůj výzkum českému průmyslu, ale Česká hlava je neobyčejně důležitá, díky ní a televizi se do českých podniků dostanou informace o našich schopnostech a objevech přímo přes televizní obrazovky. A pak se třeba začnou zajímat o možnost spolupráce.

Co by se tedy mělo podle vašich zkušeností změnit ve financování a organizaci vědy?

Samozřejmě, nejlepší by bylo dávat na vědu podstatně víc peněz. To asi půjde těžko, takže aspoň zvýšit efektivitu financování. Asi by se mělo znovu posoudit, jestli nezměnit ten stávající poměr mezi financováním z grantů a financováním institucionálním. Dospěli jsme do stavu, že se vědecké bádání financuje v drtivé většině přes granty, a to je problém nejen u projektů, které míří do praxe. Režijní financování stačí tak na provoz budov, administrativu a (nepříliš vysoké) platy části zaměstnanců. Sice je všechno velmi transparentní, ale neefektivní. O financování vědy pomocí grantů v Česku je třeba si totiž uvědomit několik věcí.

Za prvé: Pokud někomu opravdu záleží na mých výsledcích, tak je to můj ředitel a ne členové panelu grantové agentury.

Za druhé: Značná část hlavně mladších vědců nemá trvalé smlouvy (mimochodem, já také) a je závislá na mzdových prostředcích z grantů. A ty jsou krátkodobé, typicky tak tři roky a tak žijí v trvalé nejistotě. My je vlastně navádíme, aby Ti schopní co navíc mají pracně získané know-how odešli do zahraničí, kde nejistota úvazku je aspoň vykompenzována výrazně vyšším příjmem. A zároveň, i krátkodobá ztráta financí vede ke ztrátě pracovníků. A postavit nový tým a vycvičit ho v metodách a seznámit s problematikou je vyhazování peněz a času. Přitom ve vědě jsou nejdražší kvalifikovaní vědci. Uvědomte si, kolik let trvalo, než se naučili vědecky pracovat (doktorandské studium trvá aspoň čtyři roky) a než zvládli metody a získali know-how pro řešení daného problému, a kromě školení a kurzů dostávali plat, spotřebovávali laboratorní materiál, navíc se jim věnoval jejich školitel za svůj plat. Nedávno jsem si spočítal, že vyškolení specialistky na spektroskopii jadernou magnetickou rezonancí mne vyšlo asi na tři miliony.

Za třetí: O tom, o čem bádám, nerozhoduji já nebo ředitel ústavu, ale nepřímo grantová agentura tím, jaký z projektů mého týmu podpoří. Tak tři roky, pak bychom měli objevovat něco jiného. Takže je velmi obtížné provádět dlouhodobý výzkum. A jen ten má smysl. Nám byla udělena Česká hlava za výsledky, ke kterým jsme se dopracovávali asi tak deset let, ale metody potřebné pro řešení vychází z naší práce už tak před dvaceti roky. Know-how si nepřečtete v článku, musíte se k němu propracovat, a to trvá.

Za čtvrté: Grantový systém odčerpává neobyčejné množství času a práce na administrativu. Nebádáte, píšete projekty, o čem byste chtěli bádat, a uspějete tak v třetině případů. Vaše žádosti zaměstnají řadu vědců při posuzování. A když uspějete, píšete zprávy a vyplňujete výkazy. Toto ale není jen český problém. Na vypracování přihlášek do Evropských projektů existují firmy nejen u nás, velké univerzity mají celá oddělení specialistů na psaní projektů.

Za páté: Grantový systém je nepružný. Dostanete-li v dubnu nápad, počkáte si na vyhlášení soutěže v příštím únoru. A v případě úspěchu dostanete peníze na práci přespříští leden.

Za šesté: Grantový systém nepodporuje opravdu riskantní projekty. Dát peníze na něco, co možná neuspěje, nemá velkou podporu. Například naše Česká hlava sice byla financována i z grantu, ale ten jsme dostali až na potřetí, kdy už v přihlášce jsme ukazovali experimentální data potvrzující náš návrh, takže projekt byl tak napůl vyřešen, Předtím jsme dostali posudek, že „to nemůže fungovat“.

Samozřejmě, že i v zahraničí se hojně využívá financování vědy pomocí grantů. Ale rozhodně nepředstavují granty víc než šedesát procent rozpočtu. A o smysluplnosti a efektivitě grantového systému pochybují i zahraniční kolegové.

Pojďme teď k tomu vašem projektu. Co byl hlavní výsledek vašeho výzkumu ?

Náš výzkum má vlastně výsledky dva. Jeden především vědecký, druhý praktičtější. Podařilo se nám vyvinou strukturu, která dovede přetrhnou molekulu kyslíku, a dovede to dokonce za laboratorní teploty. Přitom molekula kyslíku je stabilní, a k její aktivaci potřebujete buď vysokou teplotu, nebo enzym. A my něco, co aktivuje kyslík jako enzym, ale vypadá to úplně jinak a taky úplně jinak funguje. Takže něco jako dosud neexistující anorganický analog enzymu. Něco, co aspoň podle dřívějších znalostí nemělo existovat. Takže unikátní objev. To je ten vědecký význam. Ten praktický je v tom, že takto přetržený kyslík je neobyčejně reaktivní a dovede už za pokojové teploty oxidovat metan. To je taky velmi stabilní molekula. Nenechte se mýlit tím, že metan s kyslíkem vybuchují. To je právě proto, že donutit je reagovat je velmi náročné, a pak už je problém tuto reakci uřídit. A oxidace metanu za nízké teploty vede nikoliv k jeho shoření, ale ke vzniku metanolu. Za nízké teploty, relativně nenáročným způsobem, nikoliv jako dosavadním postupem, kdy v opravu velké chemické továrně nejprve za vysokých teplot a tlaku z vody a metanu vyrobíme oxid uhelnatý a vodík a ty potom v další továrně opět za vysokého tlaku a teploty seskládáme na metanol. Takže náš objev by mohl (tady zdůrazňuji že mohl, nikoliv že povede, na tom pracujeme) umožnit šikovnější, levnější výroby metanolu.

Jakou cestou šla vědecká konkurence a jak dopadla? Máte o tom informace?

To, že potřebujeme vyrobit kyslík aktivní tak, aby zoxidoval metan na metanol, ale nedošlo ke spálení metanolu je jasné. Naši předchůdci a kolegové na to šli jinak. Stejně jako my používají kationty přechodového kovu, ale mědi zatímco my železa, kobaltu, niklu. Rozdíl je ten, že měď přechází mezi jedno- a dvoumocnou, zatímco naše kationty přechází mezi dvou a čtyřmocným stavem. Takže v případě dvou spolupracujících kationtů, my jsme schopni manipulovat čtyřmi elektrony, oni nejvýše dvěma. To je první rozdíl. Stejně jako naše konkurence, i my stabilizujeme naše kationty v zeolitech, to jsou porézní krystalické hlinitokřemičitany. Ale zatímco kolegové na to šli spíše intuitivně, a vlastně nevěděli co připravují, my jsme přesně věděli (z kvantově chemických výpočtů) jaký zeolit použít, abychom vytvořili vhodnou strukturu. Výsledek je ten, že kolegům vzniká v jejich materiálu můstková struktura, kdy molekula kyslíku tvoří můstek mezi dvěma ionty mědi. Tento můstek pak reaguje za vyšší teploty s metanem. Ale vzniklý metanol je pevně připojen k aktivnímu centru, k jeho uvolnění je potřeba použít vodní páry za vyšší teploty. Výsledkem je pak sice extrahovaný metanol, ale také zničení páru mědí schopných aktivovat kyslík. Navíc molekuly vody se chytnou na měď a vlastně ji otráví. Výsledkem je velmi nízká produkce metanolu za jednotku času, která vede ke zcela nerealistickým nákladům na jeho produkci. V našem případě dvě spolupracující železa roztrhnou kyslík, ten zreaguje s metanem na metanol, a ten je ochoten se pustit aktivního centra už za nízké teploty a uvolněné kationty železa mohou aktivovat další kyslík. Výsledkem je podstatně jednodušší proces a výrazně vyšší produkce metanolu, vysoká natolik, že se už blíží k rentabilní produkci metanolu.

K čemu se vlastně metanol používá?

Metanol je takzvaná platformová chemikálie, takže ve velkých objemech slouží jako základ pro řadu chemikálií (formaldehyd, kyseliny mravenčí a octová, dimethyleter) ze kterých se pak vyrábějí další chemikálie. Zároveň se z něj dají vyrábět benzín a propylen, dá se přidávat do paliv nebo jako palivo slouží. Co je důležité pro budoucnost, dá se vyrábět z metanu, kterého je dost, ale na rozdíl od nereaktivního metanu, s metanolem si chemický průmysl umí poradit, takže by mohl nahradit ropu jako zdroj pro chemický průmysl. Jednoduchý postup přeměny metanu na metanol by mohl odstranit zásadní problémy spojené s používání metanu jako zdroje energie, což jsou značné komplikace s přepravou plynu v porovnání s kapalinou a úniky metanu jako skleníkového plynu do atmosféry. A kdyby byla taková výroba kompaktní, šlo by ji použít ke zpracování flérovacích plynů při těžbě ropy. To je v podstatě zemní plyn uvolňovaný z ropy, ale v množstvích nepostačujících k ekonomicky výhodnému zpracování, takže se zatím pálí, protože současná syntéza metanolu z metanu potřebuje opravdu velkou chemickou továrnu.

Nabyl jsem dojmu, že výsledek vašeho výzkumu je univerzálnější a má potenci se uplatnit nejen u metanolu. V kterých oblastech ?

Samozřejmě, že náš aktivovaný kyslík by mohlo jít použít k výrobě dalších potřebných organických molekul obsahujících kyslík, je jich celá řada. Ale na tom právě pracujeme, a dokud nepodáme patentové přihlášky, nemohu o výsledcích mluvit.

Máte nějaký termín pro skončení praxí od investora?

Zatím jsme dostali peníze na rok práce, pak záleží na investorovi a dosažených výsledcích.

Text: Česká hlava PROJEKT z.ú.

Foto: archiv Česká hlava PROJEKT z.ú.