苏黎世联邦理工学院的研究人员已经成功地从浓缩的阳光和空气中生产出了液体燃料。合成燃料可用于现有的运输基础设施。
CO 2中性燃料对于实现更可持续的航空和运输至关重要。苏黎世联邦理工学院的研究人员现在已经建立了 个太阳能系统,该系统可用于仅靠阳光和空气生产合成液体燃料。在燃烧期间,燃料仅释放与 前从空气中提取的 样多的CO 2。
CO 2和水与环境空气直接分离,并被太阳能分解。产物是合成气,是氢气和 氧化碳的混合物,然后将其加工成煤油,甲醇或其他碳氢化合物。这些可以直接在现有的 运输基础设施中使用。
这就是技术的运作方式
新工厂的工艺链整合了三个热化学转化过程:第 ,将CO 2和水从空气中分离出来;第二,将CO 2和水进行太阳热化学分解;第三,随后液化为碳氢化合物。吸附-解吸过程直接从环境空气中除去CO 2和水。两者都被馈送到抛物面镜焦点处的太阳能反应堆。
太阳辐射被抛物面镜反射3000次,被捕获在反应堆内部,并在1500°C的温度下转化为过程热。反应器的中心是由氧化铈制成的特殊陶瓷结构。在那里,水和CO 2在两步反应(所谓的氧化还原循环)中分裂,产生合成气。氢和 氧化碳的混合物可以使用常规甲醇或费-托合成法加工成液体燃料。
现实生产可持续燃料
苏黎世联邦理工学院可再生能源教授阿尔多·斯坦菲尔德(Aldo Steinfeld)解释说:“通过该系统,我们证明了在阳光和空气中也可以在实际条件下生产可持续燃料。”该系统的特殊功能:“热化学过程利用了整个太阳光谱,并在高温下运行。该研究设施位于苏黎世中心,被苏黎世联邦理工学院用来促进现场可持续燃料的研究。
ETH屋顶上的太阳能微型精炼厂证明了该技术的可行性-即使在苏黎世的气候条件下-每天生产大约 分升燃料。作为马德里附近欧盟“太阳到液体”项目的 部分,Steinfeld和他的团队已经在大规模测试太阳能反应堆。与苏黎世小型炼油厂同时,马德里太阳能塔系统将于今天向公众展示。斯坦菲尔德评论说:“我们已经朝着从能源收入中可持续发展而不是燃烧化石能源遗产的目标迈进了 步。这是保护我们环境的必要步骤。”
工业规模的技术计划
该技术可能会产生重大影响,特别是对于航空航天和航运业,因为它们继续依赖液体燃料进行长距离运输。项目协调员Dr. 安德里亚斯·西茨曼(Andreas Sitzmann)解释说:“我们离实现能源收入可持续发展而不是燃烧化石能源遗产的目标又迈进了 步。这是保护我们环境的必要步骤。”因此,未来的 煤油需求可以通过与现有燃料基础设施兼容的再生太阳能来满足。
下 个目标是将技术扩展到工业规模并实现竞争力。“ 个面积为 平方公里的太阳能系统每天可生产20,000升煤油。从理论上讲,位于瑞士表面或加利福尼亚莫哈韦沙漠三分之 的工厂可以满足整个航空业的煤油要求。“目标是在未来,我们将使用我们的技术来有效地生产可持续燃料,从而为减少 CO 2排放做出贡献,” Synhelion董事(CTO)以及Steinfeld研究小组的前博士生Philipp Furler说。