從陽光和空氣中生產燃料

蘇黎世聯邦理工學院的科學家們建造了一個工廠,可以從陽光和空氣中生產燃料。這種裝置從大氣中捕獲二氧化碳和水,利用太陽能將其轉化為合成氣,然後將其轉化為本質上是碳中性的液體燃料,而他們打算將這項技術應用到工業當中。在《自然》雜誌上發表的一篇論文中,來自蘇黎世和波茨坦的研究人員描述了這種新型太陽能反應堆的功能,以擴大「太陽能煤油」的生產。

收集「合成氣」

該系統僅使用陽光和空氣就可以直接生產這些燃料,由此產生的燃料是碳中性的,燃燒時釋放的二氧化碳與之前從空氣中去除的二氧化碳一樣多。根據了解,該系統由三個單元組成:直接空氣捕獲單元、太陽能氧化還原單元和氣液轉換單元。

第一部分吸收周圍的空氣,利用吸附把二氧化碳和水從空氣中吸出來,然後這些裝置被輸送到第二個單元,在那裡太陽能被利用來觸發化學反應。

一個拋物面聚光器將太陽光以3000倍的係數聚焦到太陽能反應器上,產生1500℃的溫度。反應器內部是一個由氧化鈰製成的陶瓷結構,它從進入的二氧化碳和水中吸收氧氣,產生氫氣和一氧化碳,也稱為合成氣。

合成氣本身可以被收集起來使用,或者可以被輸送到第三個單元,在那裡它被轉化為液體碳氫化合物燃料,如煤油或甲醇。

排放可以減少到接近零

整個過程的分析表示,如果以工業化生產的話,每升燃料的成本為1.20至2歐元,太陽能資源豐富的沙漠地區特別適合作為生產場所,與生物燃料不同的是,生物燃料的潛力會因為農業用地的稀缺而受到限制,但這種技術能夠用不到世界上1%的乾旱土地來滿足全球對航空燃料的需求,而且不會與糧食或牲畜飼料的生產競爭。波茨坦大學能源政策教授Johan Lilliestam解釋道:「如果用於建造生產設施的材料,如玻璃和鋼鐵,使用可再生能源和碳中和方法生產,排放可以進一步減少到接近零。」然而,考慮到高昂的初期投資成本,太陽能燃料得需要政治支持來確保能進入市場,才能有後續之發展。

圖片來源:stock image

資料來源:Institute for Advanced Sustainability Studies e.V. (2021,NOV 4).Making aircraft fuel from sunlight and air. Sciencedaily

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