蘇黎世聯邦理工學院的研究人員揭示了他們開發(fā)的一種用于制造可持續(xù)燃料的工藝技術。研究人員開發(fā)的技術的有趣之處在于，它可以只使用陽光和空氣生產碳中性的運輸燃料。他們已經展示了他們所謂的太陽能小型煉油廠的穩(wěn)定和可靠的運行。

太陽能小型煉油廠的演示是在真實的太陽條件下進行的。它展示了一種創(chuàng)造太陽能燃料的方法，這種燃料可以在不支付任何碳成本的情況下被推向市場。該系統(tǒng)是由Aldo Steinfeld領導的研究小組開發(fā)的，他們的原型系統(tǒng)在蘇黎世的機器實驗室的屋頂上運行。該原型系統(tǒng)可以利用陽光和空氣以及一個多階段的熱化學過程來生產液體燃料，如甲醇或煤油。

過去兩年，太陽能小型煉油廠一直在大樓屋頂上運行，Steinfeld說他和團隊已經成功證明了該技術的可行性。此外，該集成系統(tǒng)可以在間歇性太陽輻射的條件下穩(wěn)定運行，是一個可行的未來研究平臺。

由該系統(tǒng)創(chuàng)造的燃料被稱為"滴入式燃料"。這意味著這些燃料是來自石油的液態(tài)碳氫化合物的合成替代品，并且與現有的存儲、分配和利用基礎設施完全兼容。因此，項目研究人員認為他們的燃料在可持續(xù)的長途航空中特別有用。

使用該系統(tǒng)制造的燃料是碳中性的，因為它們依靠太陽能進行生產。這些燃料在燃燒過程中只釋放出在生產過程中從空氣中提取的二氧化碳量。更重要的是，生命周期評估表明，當使用可再生能源生產鋼鐵或玻璃等材料時，該過程接近100%或零排放。

該系統(tǒng)以熱力學為基礎，太陽能煉油廠利用三個串聯的熱化學轉換過程。第一個轉換過程是直接空氣捕捉裝置，負責從環(huán)境空氣中提取二氧化碳和水。然后，該裝置使用太陽能氧化還原裝置將CO2和H2O轉化為CO和H2的混合物，稱為合成氣。最后，第三步是一個氣體到液體的合成裝置，將合成氣轉化為液體碳氫化合物。

Steinfeld說，該原型系統(tǒng)迷你煉油廠在蘇黎世沒有最佳太陽輻射的真實現場條件下運行。在典型的一天的運行中，產生的合成氣量約為100升，被加工成半分升的純甲醇。雖然這不是很多的，但Steinfeld很清楚，生產鏈的組成部分還沒有被優(yōu)化，優(yōu)化是下一階段的工作。該系統(tǒng)的另一個關鍵方面是，它沒有產生任何不受歡迎的副產品。該團隊還能夠定制合成氣生產，以產生甲醇或煤油。一個挑戰(zhàn)是能源效率低，研究人員測量了迄今為止太陽能反應器的最高效率值為5.6%。雖然優(yōu)化工作正在進行，但該系統(tǒng)可以顯著擴大規(guī)模，供工業(yè)使用。

關鍵詞： 蘇黎世聯邦理工學院 持續(xù)燃料 工藝技術 太陽能