由陽光和空氣制成的碳中性燃料

研究人員開發(fā)出一種新技術(shù)，專門從陽光和空氣中生產(chǎn)液態(tài)烴燃料。這是全球首次在真實現(xiàn)場條件下展示整個熱化學(xué)工藝鏈。蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員開發(fā)出一種新技術(shù)，專門從陽光和空氣中生產(chǎn)液態(tài)烴燃料。這是全球首次在真實現(xiàn)場條件下展示整個熱化學(xué)工藝鏈。新的太陽能小型煉油廠位于蘇黎世ETH機器實驗室大樓的屋頂上。

碳中性燃料對于使航空和海上運輸具有可持續(xù)性至關(guān)重要。ETH研究人員已經(jīng)開發(fā)了太陽能植物以產(chǎn)生釋放盡可能多的CO合成液體燃料2如先前從空氣它們的生產(chǎn)中提取它們的燃燒過程中。CO2和水直接從環(huán)境空氣中提取并使用太陽能分離。該方法得到合成氣，氫氣和一氧化碳的混合物，隨后將其加工成煤油，甲醇或其他烴類。這些插入式燃料已準(zhǔn)備好用于現(xiàn)有的全球運輸基礎(chǔ)設(shè)施。

蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院可再生能源運營商教授Aldo Steinfeld及其研究小組開發(fā)了該技術(shù)。“這種植物證明了碳中性碳?xì)浠衔锶剂峡梢栽谡鎸嵉臈l件下由陽光和空氣制成，”他解釋說。“熱化學(xué)過程利用整個太陽光譜并在高溫下進(jìn)行，從而實現(xiàn)快速反應(yīng)和高效率。”位于蘇黎世市中心的研究工廠推進(jìn)了ETH對可持續(xù)燃料的研究。

一個潛力巨大的小型示范單位

蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院屋頂上的太陽能小型煉油廠證明，即使在蘇黎世普遍存在的氣候條件下，該技術(shù)也是可行的。它每天產(chǎn)生大約一分之一的燃料。斯坦菲爾德和他的團(tuán)隊已經(jīng)在馬德里附近的太陽能塔中對他們的太陽能反應(yīng)堆進(jìn)行了大規(guī)模測試，該測試是在太陽能液體項目的范圍內(nèi)進(jìn)行的。太陽能塔工廠今天同時在蘇黎世作為蘇黎世的小型煉油廠向公眾展示。

下一個項目的目標(biāo)是擴展工業(yè)實施技術(shù)，使其具有經(jīng)濟競爭力。“一個占地一平方公里的太陽能發(fā)電廠每天可生產(chǎn)20,000升煤油，”Synhelion董事兼首席技術(shù)官Philipp Furler說道，他是斯坦菲爾德集團(tuán)的前博士生。“從理論上講，瑞士規(guī)模的工廠 - 或加利福尼亞州莫哈韋沙漠的三分之一 - 可以滿足整個航空業(yè)的煤油需求。我們未來的目標(biāo)是利用我們的技術(shù)高效生產(chǎn)可持續(xù)燃料，從而緩解全球CO2排放量“。

已經(jīng)分拆了兩次

Aldo Steinfeld的研究小組已經(jīng)出現(xiàn)了兩個副產(chǎn)品：Synhelion，成立于2016年，將太陽能燃料生產(chǎn)技術(shù)商業(yè)化。Climeworks，在2010年已經(jīng)成立，commercialises技術(shù)的CO2從空氣捕獲。

BOX新的太陽能小型煉油廠如何運作

新系統(tǒng)的過程中鏈結(jié)合了三個熱化學(xué)轉(zhuǎn)化過程：首先，CO的提取2和水從空氣。其次，CO2和水的太陽能熱化學(xué)分裂。第三，它們隨后液化成碳?xì)浠衔?。通過吸附/解吸過程直接從環(huán)境空氣中提取CO2和水。然后兩者都在拋物面反射器的焦點處被送入太陽能反應(yīng)器。太陽輻射集中了3000倍，在太陽能反應(yīng)堆內(nèi)產(chǎn)生1500攝氏度的工藝熱。在太陽能反應(yīng)器的心臟是由氧化鈰組成的陶瓷結(jié)構(gòu)，其使得兩步反應(yīng)-氧化還原循環(huán)-分解水和CO2進(jìn)入合成氣。然后可以通過常規(guī)甲醇或費 - 托合成將氫和一氧化碳的這種混合物加工成液態(tài)烴燃料。