Гориво от слънце и въздух
Изследователи от ETH Zurich постигнаха важна световна премиера: те разработиха технология, която произвежда CO2-неутрални горива от слънчева светлина и въздух
Слънчева рафинерия вече работи в реални условия. Климатично неутрален бензин, дизел или керосин от въздух и светлина това, което звучеше като човешка мечта по време на дебата за климата, се превърна в реалност в ETH Zurich. От 2019 г. на покрива на машинната лаборатория на Техническия университет в центъра на Цюрих е разположена слънчева мини-рафинерия, която демонстрира техническата жизнеспособност на цялата верига на термохимични процеси за преобразуване на слънчевата светлина и околния въздух в алтернативни синтетични горива като керосин и бензин.
Преобразуване на слънчевата светлина в гориво
В основата на проекта са два слънчеви реактора, които се нагряват до 1500 градуса по Целзий с концентрирана слънчева светлина от параболично огледало. Те превръщат въглероден диоксид и вода в синтезиран газ (сингаз), смес от водород и въглероден оксид. В допълнителен процес сингазът се превръща в различни въглеводороди, горивата, които обикновено се използват в автомобилите и самолетите днес. Въглеродният диоксид и водата, необходими в началото, се извличат директно от околния въздух. Отпадната топлина от слънчевия реактор може да се използва като източник на енергия за първия етап на реакцията.
КАК РАБОТИ: Производството на „слънчеви“ горива в ETH Zurich работи в три процеса на термохимично преобразуване. И трите са интегрирани в мини-рафинерията на покрива на лабораторията. Чрез процес на адсорбция-десорбция въглеродният диоксид и водата се вземат директно от околния въздух. И двете се подават на слънчевия реактор. Слънчевата радиация се концентрира 3000 пъти от параболичното огледало, улавя се вътре в реактора и се превръща в технологична топлина при температура от 1500 градуса по Целзий. В сърцето на реактора е разположена специална керамична структура, изработена от цериев оксид. Пенокерамиката е сърцето на разработката на ETH. Там при двустепенна реакция, така наречения редокс цикъл, водата и CO2 се разделят и се получава сингаз. Тази смес от водород и въглероден оксид се преработва допълнително в течни горива чрез конвенционален синтез.
Доказана техническа осъществимост
„След две години обширни тестове с пет киловата на покрива на сградата на ETH, изследователите са доволни от резултатите. Успешно демонстрирахме техническата жизнеспособност на цялата верига на термохимични процеси за преобразуване на слънчевата светлина и околния въздух в горива за транспортиране. Цялостната интегрирана система постига стабилна работа при реални условия на периодична слънчева радиация и служи като уникална платформа за по-нататъшни изследвания и разработки.“, казва Алдо Щайнфелд, професор по възобновяеми енергийни носители в ETH Zurich.
Въпреки това, според изследователския екип, енергийната ефективност все още е твърде ниска за използване в ежедневието. По време на представителен дневен цикъл, количеството произведен сингаз е около 100 литра, които могат да бъдат преработени в около половин децилитър чист метанол. Няколко компонента от производствената верига ще бъдат оптимизирани през следващите години, за да се постигне по-висока енергийна ефективност.
В неотдавнашен доклад, публикуван в престижното изследователско списание Nature, изследователите на ETH също дават представа за необходимата инфраструктура за широко приложение на технологията: голяма централа може да изглежда като слънчева топлинна електроцентрала с множество огледала, фокусиращи слънчевата светлина върху централна кула. Екипът изчислява, че централа с десет полета, всяко събиращо 100 мегавата слънчева радиация, може да произвежда 95 000 литра синтетичен керосин на ден. Това е достатъчно, за да летите с Airbus A350 от Лондон до Ню Йорк и обратно.
Обещаващи инициативи на швейцарската индустрия
Следващата стъпка е прехвърляне на технологията към индустрията, например чрез лицензиране на патенти. От първоначалната работна група вече се появиха две отделни части: Climeworks предлага на пазара технологията за улавяне на въглероден диоксид от въздуха, докато Synhelion комерсиализира технологията за производство на слънчево гориво от въглероден диоксид.
Източник: SwissTech
