Углеродно-нейтральное реактивное топливо

Исследователи разработали систему производства топлива, которая использует воду, углекислый газ и солнечный свет для производства авиационного топлива. Систему опробовали в полевых условиях, и дизайн, опубликованный 20 июля в журнале Joule, может помочь авиационной отрасли стать углеродно-нейтральной.

«Мы первыми продемонстрировали всю цепочку термохимических процессов от воды и CO2 до керосина в полностью интегрированной системе солнечной башни», — говорит Альдо Стейнфельд, профессор Швейцарской высшей технической школы Цюриха. Предыдущие попытки производства авиационного топлива с использованием солнечной энергии в основном проводились в лаборатории.

На авиационный сектор приходится около 5% глобальных антропогенных выбросов, вызывающих изменение климата. Он в значительной степени зависит от керосина или топлива для реактивных двигателей, которое представляет собой жидкое углеводородное топливо, обычно получаемое из сырой нефти. В настоящее время нет чистой альтернативы для обеспечения дальнемагистральных коммерческих рейсов в глобальном масштабе.

«С нашей солнечной технологией мы показали, что можем производить синтетический керосин из воды и CO2 вместо получения его из ископаемого топлива. Количество CO2, выделяемое при сгорании керосина в реактивном двигателе, равно количеству, потребляемому при его производстве на солнечной электростанции, — говорит Стейнфельд. «Это делает топливо нейтральным по отношению к углероду, особенно если мы будем использовать CO2, полученный непосредственно из воздуха, в качестве ингредиента, надеюсь, в не слишком отдаленном будущем».

В рамках проекта Европейского союза SUN-to-LIQUID Стейнфельд и его коллеги разработали систему, которая использует солнечную энергию для производства альтернативного топлива, которое представляет собой синтетическую альтернативу ископаемому топливу, такому как керосин и дизельное топливо. По словам Стейнфельда, полученный на солнечной энергии керосин полностью совместим с существующей авиационной инфраструктурой для хранения, распределения и конечного использования топлива в реактивных двигателях. Он также добавляет, что его можно смешивать с керосином, полученным из ископаемых источников.

В 2017 году команда приступила к расширению проекта и построила завод по производству солнечного топлива в Энергетическом институте IMDEA в Испании. Завод состоит из 169 отражающих панелей, отслеживающих солнце, которые перенаправляют и концентрируют солнечные лучи в солнечный реактор, установленный на вершине башни. Затем концентрированная солнечная энергия запускает циклы окислительно-восстановительных реакций в солнечном реакторе, который содержит пористую структуру из церия. Диоксид церия, который не расходуется, но может использоваться снова и снова, превращает воду и СО2, подаваемые в реактор, в синтез-газ — специально подобранную смесь водорода и монооксида углерода. Затем синтетический газ направляется в конвертер газа в жидкость, где он окончательно перерабатывается в жидкие углеводородные топлива, включая керосин и дизельное топливо.

В течение девяти дней работы завода, о котором сообщается в статье, энергоэффективность солнечного реактора — часть подводимой солнечной энергии, которая преобразуется в энергию производимого синтез-газа — составляла около 4%. Стейнфельд говорит, что его команда интенсивно работает над улучшением конструкции, чтобы повысить эффективность до значения более 15%. Например, они изучают способы оптимизации структуры диоксида церия для поглощения солнечного излучения и разрабатывают методы рекуперации тепла, выделяемого во время окислительно-восстановительных циклов.

Источник: https://facepla.net/the-news

Share on Facebook

Tweet

Follow us