科學家開發可利用二氧化碳、水和陽光生產燃料的屋頂係統
蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)的工程師們展示了一個試驗係統,可以用陽光和空氣生產燃料。 該設備從大氣中捕獲二氧化碳和水,並利用太陽能將其轉化為合成氣,然後將其轉化為基本上是碳中性的液體燃料。

隨著對人類二氧化碳排放造成的損害有了更清楚的認識,有大量的工作正在過渡到電動汽車、氫氣發電、燃料電池和其他可持續的能源形式。然而,這些進展將需要對現有的基礎設施進行大的改變,這可能會減緩其實施。
同時,合成燃料可能是一個不錯的解決方案。這些燃料是模仿目前的液體碳氫化合物燃料,但由可再生資源生產,如生物質、廢品或大氣中已有的碳。而且,由於它們取代或補充了化石燃料,它們可以被"放入"現有的發動機和基礎設施中。
在zai這zhe項xiang新xin研yan究jiu中zhong,蘇su黎li世shi聯lian邦bang理li工gong學xue院yuan的de研yan究jiu人ren員yuan開kai發fa並bing測ce試shi了le一yi個ge新xin的de係xi統tong,該gai係xi統tong可ke以yi隻zhi使shi用yong陽yang光guang和he空kong氣qi來lai生sheng產chan這zhe些xie燃ran料liao。由you此ci產chan生sheng的de燃ran料liao是shi碳tan中zhong性xing的de,燃ran燒shao時shi釋shi放fang的de二er氧yang化hua碳tan與yu生sheng產chan時shi從cong空kong氣qi中zhong去qu除chu的de二er氧yang化hua碳tan一yi樣yang多duo。
該係統由三個單元組成--一個直接空氣捕獲單元、一yi個ge太tai陽yang能neng氧yang化hua還hai原yuan單dan元yuan和he一yi個ge氣qi體ti變bian液ye體ti單dan元yuan。第di一yi部bu分fen吸xi入ru環huan境jing空kong氣qi,並bing利li用yong吸xi附fu作zuo用yong將jiang二er氧yang化hua碳tan和he水shui從cong其qi中zhong抽chou出chu。然ran後hou,這zhe些xie被bei輸shu送song到dao第di二er個ge單dan元yuan,在zai那na裏li,太tai陽yang能neng被bei利li用yong來lai觸chu發fa化hua學xue反fan應ying。
一個拋物麵聚光器將太陽光以3000倍的係數聚焦到太陽能反應器上,產生1500℃的溫度。反應器內部是一個由氧化鈰製成的陶瓷結構,它從進入的二氧化碳和水中吸收氧氣,產生氫氣和一氧化碳--合成氣。合成氣本身可以被收集起來使用,或者可以被輸送到第三個單元,在那裏它被轉化為液體碳氫化合物燃料,如煤油或甲醇。
為了測試這個概念,研究人員在一棟大樓的屋頂上建立了一個5kW的小型試驗係統。每天運行7小時後,該設備每天能夠生產32毫升的甲醇。
zhebushiyigezhengti,dangaituanduishuo,zhebiaomingzhegegainianshikexingde,keyikuodadaoshangyeshengchan。yigedaguimodegongchangkenengkanqilaixiangyigetaiyangnengredianchang,youyipaijuguangqijiangyangguangjizhongdaoyigezhongxintashang。gaituanduijisuan,yigeshiyong10個這樣的係統的工廠,每個收集100兆瓦的太陽輻射功率,可以每天生產95000升的煤油。
為了滿足航空業對煤油的全部需求,該團隊計算出需要大約45000平(ping)方(fang)公(gong)裏(li)的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)發(fa)電(dian)廠(chang)。不(bu)幸(xing)的(de)是(shi),建(jian)立(li)這(zhe)些(xie)工(gong)廠(chang)的(de)高(gao)額(e)前(qian)期(qi)費(fei)用(yong)將(jiang)使(shi)這(zhe)些(xie)燃(ran)料(liao)比(bi)它(ta)們(men)所(suo)替(ti)代(dai)的(de)化(hua)石(shi)燃(ran)料(liao)更(geng)昂(ang)貴(gui),因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)補(bu)貼(tie)和(he)支(zhi)持(chi)來(lai)使(shi)它(ta)們(men)落(luo)地(di),這(zhe)可(ke)能(neng)限(xian)製(zhi)了(le)它(ta)們(men)的(de)可(ke)行(xing)性(xing)。
這項研究發表在《自然》雜誌上。
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