僅需陽光和空氣 試驗系統可輕松制出碳中性液體燃料
財聯社（上海，編輯 黃君芝）訊，近期，蘇黎世聯邦理工大學（ETH Zurich）的工程師們展示了一個試驗系統，可以從陽光和空氣中生產燃料。該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，然后將其轉化為本質上是碳中性的液體燃料。
隨著人們對二氧化碳排放造成的危害有了更清晰的認識，在向電動汽車、氫動力、燃料電池和其他可持續能源轉型方面，還有大量工作要做。然而，這些進步將需要對現有的基礎設施進行大的改變，這可能會減慢它們的實施。
與此同時，合成燃料可能是一個不錯的解決方案。這些燃料是模仿目前的液體碳氫化合物燃料，但由可再生資源生產，如生物質、廢物或大氣中已經存在的碳。而且它們可以被直接“放入”現有的發動機和基礎設施中，替代或補充化石燃料。
在這項新研究中，蘇黎世聯邦理工大學的研究人員開發并測試了一種新系統，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此前從空氣中去除的二氧化碳一樣多。
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。然后這些裝置被輸送到第二個單元，在那里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倍的系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制成的陶瓷結構，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——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，在那里它被轉化為液體碳氫化合物燃料，如煤油或甲醇。這項研究成功已發表在了《自然》雜志上。
為了測試這一概念，研究人員在一幢建筑的屋頂上安裝了一個小型的5kW的小型試驗系統。每天運行7小時后，該設備每天能夠生產32毫升的甲醇。
盡管這還不算多，但該團隊表示，這表明這一概念是可行的，可以擴大到商業生產。一個大型的發電廠可能看起來像一個太陽能熱電廠，有一排聚光器將陽光集中到一個中心塔上。經計算，如果有一個使用10個這樣系統的工廠，可以每天生產95000升的煤油，這足夠讓一架空客A350從倫敦飛到紐約再飛回來。
為了滿足航空煤油的全部需求，研究小組計算出大約需要45000平方公里（17375平方英里）的太陽能發電廠。因此不幸的是，建立這些工廠的高額前期費用將使這些燃料比它們所替代的化石燃料更昂貴，因此需要補貼和支持來使它們落地，這可能限制了它們的可行性。
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