財(cái)聯(lián)社（上海，編輯 黃君芝）訊，近期，蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)（ETH Zurich）的工程師們展示了一個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)，可以從陽(yáng)光和空氣中生產(chǎn)燃料。該裝置從大氣中捕獲二氧化碳和水，利用太陽(yáng)能(000591,股吧)將其轉(zhuǎn)化為合成氣，然后將其轉(zhuǎn)化為本質(zhì)上是碳中性的液體燃料。
隨著人們對(duì)二氧化碳排放造成的危害有了更清晰的認(rèn)識(shí)，在向電動(dòng)汽車、氫動(dòng)力、燃料電池和其他可持續(xù)能源轉(zhuǎn)型方面，還有大量工作要做。然而，這些進(jìn)步將需要對(duì)現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行大的改變，這可能會(huì)減慢它們的實(shí)施。
與此同時(shí)，合成燃料可能是一個(gè)不錯(cuò)的解決方案。這些燃料是模仿目前的液體碳?xì)浠衔锶剂希煽稍偕Y源生產(chǎn)，如生物質(zhì)、廢物或大氣中已經(jīng)存在的碳。而且它們可以被直接“放入”現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)和基礎(chǔ)設(shè)施中，替代或補(bǔ)充化石燃料。
在這項(xiàng)新研究中，蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)的研究人員開發(fā)并測(cè)試了一種新系統(tǒng)，該系統(tǒng)僅使用陽(yáng)光和空氣就可以直接生產(chǎn)這些燃料。由此產(chǎn)生的燃料是碳中性的，燃燒時(shí)釋放的二氧化碳與此前從空氣中去除的二氧化碳一樣多。
據(jù)了解，該系統(tǒng)由三個(gè)單元組成：直接空氣捕獲單元、太陽(yáng)能氧化還原單元和氣液轉(zhuǎn)換單元。第一部分吸收周圍的空氣，利用吸附把二氧化碳和水從空氣中吸出來(lái)。然后這些裝置被輸送到第二個(gè)單元，在那里太陽(yáng)能被利用來(lái)觸發(fā)化學(xué)反應(yīng)。
一個(gè)拋物面聚光器將太陽(yáng)光以3000倍的系數(shù)聚焦到太陽(yáng)能反應(yīng)器上，產(chǎn)生1500℃的溫度。反應(yīng)器內(nèi)部是一個(gè)由氧化鈰制成的陶瓷結(jié)構(gòu)，它從進(jìn)入的二氧化碳和水中吸收氧氣，產(chǎn)生氫氣和一氧化碳——合成氣。
合成氣本身可以被收集起來(lái)使用，或者可以被輸送到第三個(gè)單元，在那里它被轉(zhuǎn)化為液體碳?xì)浠衔锶剂希缑河突蚣状肌＿@項(xiàng)研究成功已發(fā)表在了《自然》雜志上。
為了測(cè)試這一概念，研究人員在一幢建筑的屋頂上安裝了一個(gè)小型的5kW的小型試驗(yàn)系統(tǒng)。每天運(yùn)行7小時(shí)后，該設(shè)備每天能夠生產(chǎn)32毫升的甲醇。
盡管這還不算多，但該團(tuán)隊(duì)表示，這表明這一概念是可行的，可以擴(kuò)大到商業(yè)生產(chǎn)。一個(gè)大型的發(fā)電廠可能看起來(lái)像一個(gè)太陽(yáng)能熱電廠，有一排聚光器將陽(yáng)光集中到一個(gè)中心塔上。經(jīng)計(jì)算，如果有一個(gè)使用10個(gè)這樣系統(tǒng)的工廠，可以每天生產(chǎn)95000升的煤油，這足夠讓一架空客A350從倫敦飛到紐約再飛回來(lái)。
為了滿足航空煤油的全部需求，研究小組計(jì)算出大約需要45000平方公里（17375平方英里）的太陽(yáng)能發(fā)電廠。因此不幸的是，建立這些工廠的高額前期費(fèi)用將使這些燃料比它們所替代的化石燃料更昂貴，因此需要補(bǔ)貼和支持來(lái)使它們落地，這可能限制了它們的可行性。
