• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Kolneutralt bränsle tillverkat av solljus och luft

    Forskningsanläggningen ligger på taket av ETH-byggnaden på Sonneggstrasse. Kredit:ETH Zürich / Alessandro Della Bella

    Forskare från ETH Zürich har utvecklat en ny teknik som producerar flytande kolvätebränslen uteslutande från solljus och luft. För första gången världen över demonstrerar de hela den termokemiska processkedjan under verkliga fältförhållanden. Det nya solcellsminiraffinaderiet ligger på taket av ETH:s maskinlaboratorium i Zürich.

    Koldioxidneutrala bränslen är avgörande för att göra flyg och sjötransport hållbara. ETH-forskare har utvecklat en solcellsanläggning för att producera syntetiska flytande bränslen som släpper ut lika mycket CO 2 under deras förbränning som tidigare utvunnits ur luften för deras produktion. CO 2 och vatten utvinns direkt från omgivande luft och delas med hjälp av solenergi. Denna process ger syngas, en blandning av väte och kolmonoxid, som sedan bearbetas till fotogen, metanol eller andra kolväten. Dessa drop-in bränslen är redo att användas i den befintliga globala transportinfrastrukturen.

    Aldo Steinfeld, Professor i förnybara energibärare vid ETH Zürich, och hans forskargrupp utvecklade tekniken. "Denna anläggning bevisar att kolneutrala kolvätebränslen kan tillverkas av solljus och luft under verkliga fältförhållanden, " förklarade han. "Den termokemiska processen utnyttjar hela solspektrumet och fortsätter vid höga temperaturer, möjliggör snabba reaktioner och hög effektivitet." Forskningsanläggningen i hjärtat av Zürich främjar ETH:s forskning mot hållbara bränslen.

    Kredit:ETH Zürich

    En liten demonstrationsenhet med stor potential

    Solcellsminiraffinaderiet på ETH Zürichs tak bevisar att tekniken är genomförbar, även under de rådande klimatförhållandena i Zürich. Den producerar cirka en deciliter bränsle per dag. Steinfeld och hans grupp arbetar redan med ett storskaligt test av sin solreaktor i ett soltorn nära Madrid, som genomförs inom ramen för EU-projektet sun-to-liquid. Soltornsanläggningen presenteras för allmänheten i Madrid samtidigt som miniraffinaderiet i Zürich idag.

    Nästa projektmål är att skala tekniken för industriell implementering och göra den ekonomiskt konkurrenskraftig. "En solcellsanläggning som spänner över en yta på en kvadratkilometer kan producera 20, 000 liter fotogen om dagen, sade Philipp Furler, Direktör (CTO) för Synhelion och en tidigare doktorand i Steinfelds grupp. "Teoretiskt sett, en anläggning lika stor som Schweiz – eller en tredjedel av den kaliforniska Mojaveöknen – skulle kunna täcka hela flygindustrins fotogenbehov. Vårt mål för framtiden är att effektivt producera hållbara bränslen med vår teknik och därigenom minska den globala koldioxidutsläppen 2 utsläpp."

    Hur det nya solcellsminiraffinaderiet fungerar

    Processkedjan i det nya systemet kombinerar tre termokemiska omvandlingsprocesser:För det första, utvinning av CO 2 och vatten från luften. För det andra, den soltermokemiska klyvningen av CO 2 och vatten. För det tredje, deras efterföljande flytande till kolväten. CO 2 och vatten extraheras direkt från omgivande luft via en adsorptions-/desorptionsprocess. Båda matas sedan in i solreaktorn i fokus för en parabolisk reflektor. Solstrålningen koncentreras med en faktor 3, 000, genererar processvärme vid en temperatur av 1, 500 grader Celsius inne i solreaktorn. I hjärtat av solreaktorn finns en keramisk struktur gjord av ceriumoxid, vilket möjliggör en tvåstegsreaktion - redoxcykeln - för att splittra vatten och CO 2 till syngas. Denna blandning av väte och kolmonoxid kan sedan bearbetas till flytande kolvätebränslen genom konventionell metanol eller Fischer-Tropsch-syntes.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com