蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員已經(jīng)成功地從濃縮的陽(yáng)光和空氣中生產(chǎn)出了液體燃料。合成燃料可用于現(xiàn)有的運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施。
CO 2中性燃料對(duì)于實(shí)現(xiàn)更可持續(xù)的航空和運(yùn)輸至關(guān)重要。蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)建立了 個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)，該系統(tǒng)可用于僅靠陽(yáng)光和空氣生產(chǎn)合成液體燃料。在燃燒期間，燃料僅釋放與 前從空氣中提取的 樣多的CO 2。
CO 2和水與環(huán)境空氣直接分離，并被太陽(yáng)能分解。產(chǎn)物是合成氣，是氫氣和 氧化碳的混合物，然后將其加工成煤油，甲醇或其他碳?xì)浠衔?。這些可以直接在現(xiàn)有的 運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施中使用。
這就是技術(shù)的運(yùn)作方式
新工廠的工藝鏈整合了三個(gè)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程：第 ，將CO 2和水從空氣中分離出來(lái)；第二，將CO 2和水進(jìn)行太陽(yáng)熱化學(xué)分解；第三，隨后液化為碳?xì)浠衔?。吸?解吸過(guò)程直接從環(huán)境空氣中除去CO 2和水。兩者都被饋送到拋物面鏡焦點(diǎn)處的太陽(yáng)能反應(yīng)堆。
太陽(yáng)輻射被拋物面鏡反射3000次，被捕獲在反應(yīng)堆內(nèi)部，并在1500°C的溫度下轉(zhuǎn)化為過(guò)程熱。反應(yīng)器的中心是由氧化鈰制成的特殊陶瓷結(jié)構(gòu)。在那里，水和CO 2在兩步反應(yīng)（所謂的氧化還原循環(huán)）中分裂，產(chǎn)生合成氣。氫和 氧化碳的混合物可以使用常規(guī)甲醇或費(fèi)-托合成法加工成液體燃料。
現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)可持續(xù)燃料
蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院可再生能源教授阿爾多·斯坦菲爾德（Aldo Steinfeld）解釋說(shuō)：“通過(guò)該系統(tǒng)，我們證明了在陽(yáng)光和空氣中也可以在實(shí)際條件下生產(chǎn)可持續(xù)燃料。”該系統(tǒng)的特殊功能：“熱化學(xué)過(guò)程利用了整個(gè)太陽(yáng)光譜，并在高溫下運(yùn)行。該研究設(shè)施位于蘇黎世中心，被蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院用來(lái)促進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)可持續(xù)燃料的研究。
ETH屋頂上的太陽(yáng)能微型精煉廠證明了該技術(shù)的可行性-即使在蘇黎世的氣候條件下-每天生產(chǎn)大約 分升燃料。作為馬德里附近歐盟“太陽(yáng)到液體”項(xiàng)目的 部分，Steinfeld和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在大規(guī)模測(cè)試太陽(yáng)能反應(yīng)堆。與蘇黎世小型煉油廠同時(shí)，馬德里太陽(yáng)能塔系統(tǒng)將于今天向公眾展示。斯坦菲爾德評(píng)論說(shuō)：“我們已經(jīng)朝著從能源收入中可持續(xù)發(fā)展而不是燃燒化石能源遺產(chǎn)的目標(biāo)邁進(jìn)了 步。這是保護(hù)我們環(huán)境的必要步驟。”
工業(yè)規(guī)模的技術(shù)計(jì)劃
該技術(shù)可能會(huì)產(chǎn)生重大影響，特別是對(duì)于航空航天和航運(yùn)業(yè)，因?yàn)樗鼈兝^續(xù)依賴液體燃料進(jìn)行長(zhǎng)距離運(yùn)輸。項(xiàng)目協(xié)調(diào)員Dr. 安德里亞斯·西茨曼（Andreas Sitzmann）解釋說(shuō)：“我們離實(shí)現(xiàn)能源收入可持續(xù)發(fā)展而不是燃燒化石能源遺產(chǎn)的目標(biāo)又邁進(jìn)了 步。這是保護(hù)我們環(huán)境的必要步驟。”因此，未來(lái)的 煤油需求可以通過(guò)與現(xiàn)有燃料基礎(chǔ)設(shè)施兼容的再生太陽(yáng)能來(lái)滿足。
下 個(gè)目標(biāo)是將技術(shù)擴(kuò)展到工業(yè)規(guī)模并實(shí)現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)力。“ 個(gè)面積為 平方公里的太陽(yáng)能系統(tǒng)每天可生產(chǎn)20,000升煤油。從理論上講，位于瑞士表面或加利福尼亞莫哈韋沙漠三分之 的工廠可以滿足整個(gè)航空業(yè)的煤油要求。“目標(biāo)是在未來(lái)，我們將使用我們的技術(shù)來(lái)有效地生產(chǎn)可持續(xù)燃料，從而為減少 CO 2排放做出貢獻(xiàn)，” Synhelion董事（CTO）以及Steinfeld研究小組的前博士生Philipp Furler說(shuō)。
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