“太阳能”喷气燃料从稀薄的空气中

生产碳氢化合物燃料的梦想从二氧化碳和阳光是一步由于化学家在欧洲喷气燃料从头首次太阳能反应堆。尽管化学家只产生足够的煤油来填补一个玻璃罐中,他们相信全面太阳能集中器可以每天生产20000升的燃油。

这种技术意味着我们可能会有一天生产清洁和充足的燃料的飞机,汽车和其他形式的运输,”说Maire geoghegan - quinn说道,欧洲专员研究、创新和科学。这可以大大提高能源安全,将温室气体的一个主要负责全球变暖成为一个有用的资源。

的概念提取大气中的二氧化碳并将其转换为燃料是很简单。高温二氧化碳和水分解成氢气,一氧化碳和氧气。氢和一氧化碳的混合物,被称为合成气或“合成气”,然后可以转化成液态碳氢化合物如汽油或煤油通过完善的费过程发明的,这是德国化学家弗朗茨·费舍尔和汉斯·托在1920年代中期。

爆炸性的问题

不幸的是,这个想法已经遭受了两个问题。一是二氧化碳和水的分离只发生在非常高的温度,通常超过2200°C。但另一方面,更多的困难,问题是,合成气费不能解决的过程,直到所有的氧气被删除,因为它是危险的爆炸性。

奥尔多·斯坦因费尔德在瑞士苏黎世联邦理工学院大学与欧盟支持的同事Solar-Jet项目,解决了第一个问题生成高温利用高通量太阳能模拟器在瑞士苏黎世联邦理工学院大学——一个模仿实际的太阳能集中器的输出。各种方法试图从合成气有效清除氧气,但是Solar-Jet团队决定的是氧化铈的使用,或二氧化铈。当加热到1500°C的集中阳光,二氧化铈降低释放氧气,这是输送出去。下一阶段,这减少了金属氧化物与二氧化碳和水反应生成氢气和一氧化碳合成气-吸收氧气的过程。最后,回到原来的形式,二氧化铈可以抨击集中太阳光,减少了一次,重复循环。

使用二氧化铈的好处是,氧气和合成气生产,可以在不同的步骤,因此,分别收集,使合成气是美联储直接费的过程。这是由壳牌、现场执行Solar-Jet项目的合作者,石油和天然气公司之一发展费从合成气生产煤油。

玻璃天花板吗?

Solar-Jet集团到目前为止只有一杯都设法生产煤油使用人工阳光和二氧化碳气瓶,sunlight-to-syngas过程的平均效率1.73%。尽管如此,合作者Andreas Sizmann德国智库包豪斯Luftfahrt认为这是一个演示,将为可再生烃燃料铺平了道路。“这是一个极其重要的里程碑在长期发展的过程一个真正可持续的替代燃料的未来,”他说。几乎无限的资源的过程(吸引)没有“显示塞”的价格。”

太阳能工程师简·戴维森在美国明尼苏达大学说合成气的生产使用集中阳光仍在开发的早期阶段。全世界的许多团体正在相同的过程使用不同的反应堆,但[有]相同的目标,达到商业上可行solar-to-fuel效率,”她补充道。这是一个令人兴奋的方法合成燃料,还存储太阳能化学形式。

Sizmann Solar-Jet集团表示,在未来四年计划演示合成气生产50千瓦的反应堆,由真正的阳光,将足够大的广泛的化学分析和测试产品的。但他相信真正的挑战将是证明生产链是经济可行的,这将要求在该地区的效率为15%。更高的效率可以通过改进材料,达到反应器几何、热管理、气体管理和反应器尺寸,他说。“阳光、二氧化碳和水基本上是无限原料,”他补充道。当长期目标的整体能源效率达到15%,20000升的煤油每天可以产生一个平方公里的太阳能塔系统。

更正:本文更新5月6日强调,这项研究是由苏黎世联邦理工学院,引用sunlight-to-syngas过程只有1.73%的效率。