蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員開(kāi)發(fā)出一種新技術(shù)，專(zhuān)門(mén)從陽(yáng)光和空氣中生產(chǎn)液態(tài)烴燃料。這是全球首次在真實(shí)現(xiàn)場(chǎng)條件下展示整個(gè)熱化學(xué)工藝鏈。新的太陽(yáng)能小型煉油廠(chǎng)位于蘇黎世ETH機(jī)器實(shí)驗(yàn)室大樓的屋頂上。

碳中性燃料對(duì)于使特種和海上運(yùn)輸具有可持續(xù)性至關(guān)重要。ETH研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)了太陽(yáng)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(guò)程中。CO2和水直接從環(huán)境空氣中提取并使用太陽(yáng)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(lèi)。這些插入式燃料已準(zhǔn)備好用于現(xiàn)有的全球運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施。

蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院可再生能源運(yùn)營(yíng)商教授AldoSteinfeld及其研究小組開(kāi)發(fā)了該技術(shù)?！斑@種植物證明了碳中性碳?xì)浠衔锶剂峡梢栽谡鎸?shí)的條件下由陽(yáng)光和空氣制成，”他解釋說(shuō)?！盁峄瘜W(xué)過(guò)程利用整個(gè)太陽(yáng)光譜并在高溫下進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)和高效率。”位于蘇黎世市中心的研究工廠(chǎng)推進(jìn)了ETH對(duì)可持續(xù)燃料的研究。

一個(gè)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(yáng)能小型煉油廠(chǎng)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(duì)已經(jīng)在馬德里附近的太陽(yáng)能塔中對(duì)他們的太陽(yáng)能反應(yīng)堆進(jìn)行了大規(guī)模測(cè)試，該測(cè)試是在歐盟太陽(yáng)能液體項(xiàng)目的范圍內(nèi)進(jìn)行的。太陽(yáng)能塔工廠(chǎng)今天同時(shí)在蘇黎世作為蘇黎世的小型煉油廠(chǎng)向公眾展示。

下一個(gè)項(xiàng)目的目標(biāo)是擴(kuò)展工業(yè)實(shí)施技術(shù)，使其具有經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力?！耙粋€(gè)占地一平方公里的太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)每天可生產(chǎn)20,000升煤油，”Synhelion董事兼首席技術(shù)官PhilippFurler說(shuō)道，他是斯坦菲爾德集團(tuán)的前博士生?！皬睦碚撋现v，瑞士規(guī)模的工廠(chǎng)-或加利福尼亞州莫哈韋沙漠的三分之一-可以滿(mǎn)足整個(gè)特種業(yè)的煤油需求。我們未來(lái)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

AldoSteinfeld的研究小組已經(jīng)出現(xiàn)了兩個(gè)副產(chǎn)品：Synhelion，成立于2016年，將太陽(yáng)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(yáng)能小型煉油廠(chǎng)如何運(yùn)作

新系統(tǒng)的過(guò)程中鏈結(jié)合了三個(gè)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程：首先，CO的提取2和水從空氣。其次，CO2和水的太陽(yáng)能熱化學(xué)分裂。第三，它們隨后液化成碳?xì)浠衔?。通過(guò)吸附/解吸過(guò)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(diǎn)處被送入太陽(yáng)能反應(yīng)器。太陽(yáng)輻射集中了3000倍，在太陽(yáng)能反應(yīng)堆內(nèi)產(chǎn)生1500攝氏度的工藝熱。在太陽(yáng)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(guò)常規(guī)甲醇或費(fèi)-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。