一項新技術專門從陽光和空氣中生產液態烴燃料。

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碳中性燃料對於使航空和海上運輸具有可持續性至關重要。 新的太陽能發電廠生產合成液體燃料，釋放出盡可能多的CO₂ 在它們的燃燒過程中，如先前從空氣中提取出來進行生產

系統提取CO₂ 直接從周圍空氣中註入水，並用太陽能將它們分開。 該方法產生合成氣，氫氣和一氧化碳的混合物，隨後將其加工成煤油，甲醇或其他烴。 這些插入式燃料已準備好用於現有的全球運輸基礎設施。

拋物面反射器束光並將其引導到植物中間的兩個反應器。 （圖片來源：Alessandro Della Bella /蘇黎世聯邦理工學院）

概念證明

“該工廠證明碳中性碳氫化合物燃料可以在真實的現場條件下由陽光和空氣製成，”蘇黎世聯邦理工學院可再生能源載體教授Aldo Steinfeld解釋說，他的研究小組開發了這項技術。 “熱化學過程利用整個太陽光譜並在高溫下進行，從而實現快速反應和高效率。”

蘇黎世屋頂上的太陽能小型煉油廠證明該技術是可行的，即使在該市普遍存在的氣候條件下也是如此。 它每天產生大約一分鐘的燃料（略低於半杯）。

太陽能煉油廠生產的燃料。 （圖片來源：Alessandro Della Bella /蘇黎世聯邦理工學院）

斯坦菲爾德及其團隊已經開始在馬德里附近的太陽能塔中對其太陽能反應堆進行大規模測試，該測試是在歐盟的太陽能液化項目範圍內進行的。

下一個目標是擴展工業實施技術，使其具有經濟競爭力。

“一個佔地一平方公里的太陽能發電廠每天可生產20,000升的煤油，”Synhelion的主管，斯坦菲爾德集團的前博士生Philipp Furler說。 “從理論上講，一座規模相當於瑞士的工廠 - 加州莫哈韋沙漠的三分之一 - 可以滿足整個航空業的煤油需求。 我們的未來目標是利用我們的技術高效生產可持續燃料，從而減輕全球CO₂ 排放“。

該研究工廠生產合成氣，可通過常規甲醇或費 - 托合成法加工成液態烴燃料。 （圖片來源：Alessandro Della Bella /蘇黎世聯邦理工學院）

太陽能煉油廠如何運作

新系統的工藝鏈結合了三個熱化學轉化過程：

• CO的提取₂ 和空氣中的水。
• CO的太陽能熱化學分裂₂ 和水。
• 它們隨後液化成碳氫化合物。

吸附/解吸過程提取CO₂ 和直接來自環境空氣的水。 然後兩者都在拋物面反射器的焦點處進入太陽能反應堆。 太陽輻射集中了3,000因子，在太陽能反應堆內的1,500攝氏度的溫度下產生熱量。

在太陽能反應堆的核心是一個由氧化鈰製成的陶瓷結構，它可以實現兩步反應 - 氧化還原循環 - 分解水和CO₂ 進入合成氣。 然後可以通過常規甲醇或費 - 托合成將氫和一氧化碳的這種混合物加工成液態烴燃料。

Steinfeld的研究小組已經出現了兩個衍生產品：在2016成立的Synhelion，將太陽能燃料生產技術商業化，以及已在2010成立的Climeworks，該公司將CO技術商業化₂ 從空中捕獲。

資源： 蘇黎世聯邦理工學院

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