Зелені технології 2 в 1: в Іспанії перетворюють CO2, воду і сонячне світло на авіаційне пальне
В Іспанії не лише борються з надлишком вуглекислого газу, а й перетворюють його на корисне пальне. Тут побудували термальну сонячну вежу, що використовує CO2, воду та сонячне світло як сировину для виробництва вуглецево-нейтрального дизельного та реактивного пального. Дослідження опублікували в журналі Joule.
Чому це важливо?
У автомобілях – і пасажирських, і вантажівках – викопне пальне можна замінити електрикою або воднем. Чистих авіаційних технологій досі не існує, тому авіакомпанії шукають вуглецево-нейтральне пальне, щоб зменшити викиди в атмосферу.
Вуглецево-нейтральне пальне є заміною сучасному авіапальному Jet-A. Відмінність полягає в тому, що замість спалювання викопного вуглецю, таке пальне містить вуглець з інших джерел. Він все одно потрапить в атмосферу, але перед тим виконає корисну роботу.
Існує кілька способів виробництва вуглецево-нейтрального пального. Біопаливо, створене зі спеціально вирощеної кукурудзи, створює викиди добрив і сільськогосподарської техніки, а також займає землі, які могли б прогодувати людей.
На реактивне пальне також намагаються перетворювати сміття або стару кулінарну олію, однак цей процес потребує багато енергії та часто потребує додаткового, також енергомісткого очищення. Набагато корисніше для довкілля вловлювати вуглець від інших джерел викидів і переробляти його за допомогою відновлювальної енергії.
Як працює вежа в Іспанії?
Установка складається з вежі та 169 дзеркальних панелей, розміщених на землі. Панелі відбивають сонячне світло і спрямовують його у 16-сантиметровий отвір до сонячного реактора у верхній частині вежі. Таким чином реактор отримує близько 50 кВт сонячної теплової енергії.
Тепло використовують для управління окисно-відновним циклом, в процесі якого воду та вуглекислий газ перетворюють на водень і синтез-газ. Регулюючи кількість води та CO2, можна контролювати склад газу.
У нижній частині вежі синтез-газ перетворюють на рідку фазу, що містить 16% гасу та 40% дизельного пального, і парафінову фазу, що містить 7% гасу та 40% дизельного пального. Це доводить, що сонячний реактор може виробляти синтез-гас, достатньо чистий для перетворення його на пальне.
Які перспективи технології?
Дослідники працювали з установкою протягом дев’яти днів, роблячи 6-8 циклів щодня. За цей час установка виробила близько 5 191 літр синтез-газу. Для прикладу, Boeing 787 Dreamliner може містити до 126 372 л пального, на якому пролетить 14 140 км від Нью-Йорка до В’єтнаму. Це лише один літак з тисяч, які виконують рейси щодня.
Однак синтетичне пальне не обов’язково має повністю замінити викопне. Його можна змішувати зі звичайним, що все одно дозволить зменшити загальні викиди.
Хоча ефективність системи становила лише близько 4%, дослідники мають план, як підвищити її до 20%. Науковці наголошують, що змогли продемонструвати весь ланцюжок перетворення води та вуглекислого газу на пальне, а їх розробку можна втілити у промислових масштабах.