Strešný systém premieňa CO2, vodu a slnečné svetlo na petrolej
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 9. 11. 2021
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Inžinieri z ETH Zürich demonštrovali pilotný systém, ktorý dokáže vyrábať palivá zo slnečného žiarenia a vzduchu. Zariadenie zachytáva oxid uhličitý a vodu z atmosféry a využíva slnečnú energiu na ich premenu na syntetický plyn, ktorý sa potom premení na kvapalné palivo, ktoré je v podstate uhlíkovo neutrálne.
S jasnejším pochopením škôd spôsobených ľudskými emisiami oxidu uhličitého sa robí veľa práce pri prechode na elektrické vozidlá, vodíkovú energiu, palivové články a iné udržateľné formy energie. Tieto pokroky si však budú vyžadovať veľké zmeny existujúcej infraštruktúry, čo môže spomaliť ich implementáciu.
Dovtedy by mohli byť slušným riešením takzvané syntetické palivá. Sú vyrobené tak, aby napodobňovali súčasné kvapalné uhľovodíkové palivá, ale vyrábajú sa z obnoviteľných zdrojov, ako je biomasa, odpadové produkty alebo uhlík, ktorý sa už nachádza v atmosfére. A keďže nahrádzajú alebo dopĺňajú fosílne palivá, možno ich použiť v existujúcich motoroch a infraštruktúre.
V novej štúdii výskumníci z ETH Zürich vyvinuli a otestovali nový systém, ktorý dokáže produkovať tieto palivá s použitím iba slnečného svetla a vzduchu. Výsledné palivo je uhlíkovo neutrálne a pri spaľovaní uvoľňuje len toľko oxidu uhličitého, koľko sa pri jeho produkcii pôvodne odstránilo zo vzduchu.
Systém sa skladá z troch jednotiek – jednotky priameho zachytávania vzduchu, solárnej redoxnej jednotky a jednotky plyn-kvapalina. Prvá časť nasáva okolitý vzduch a pomocou adsorpcie z neho vytiahne oxid uhličitý a vodu. Tie sú potom vedené potrubím do druhej jednotky, kde sa slnečná energia využíva na spustenie chemických reakcií.
Parabolický koncentrátor sústreďuje slnečné svetlo faktorom 3 000 na solárny reaktor a vytvára teploty 1 500 ° C. Vo vnútri reaktora je keramická štruktúra z oxidu céru, ktorý absorbuje kyslík z prichádzajúceho oxidu uhličitého a vody a vytvára vodík a oxid uhoľnatý – takzvaný syntetický plyn. Ten by sa mohol zhromažďovať na ďalšie použitie alebo môže byť odvedený do tretej jednotky, kde sa premieňa na kvapalné uhľovodíkové palivá, ako je petrolej alebo metanol.
Na otestovanie úspešnosti konceptu výskumníci postavili malý 5-kW pilotný systém na streche budovy. Zariadenie, ktoré bežalo sedem hodín denne na prerušovanom slnečnom svetle, dokázalo vyprodukovať 32 ml metanolu každý deň.
To síce nie je veľa, ale tím hovorí, že to ukazuje, že koncept funguje a mohol by sa rozšíriť na komerčnú produkciu. Veľká elektráreň by mohla vyzerať ako solárna tepelná elektráreň s poľom koncentrátorov, ktoré sústreďujú slnečné svetlo na centrálnu vežu. Tím vypočítal, že elektráreň využívajúca 10 týchto polí, z ktorých každé zbiera 100 MW slnečného žiarenia, by mohla produkovať až 95 000 litrov petroleja za deň. To stačí na to, aby ste dostali Airbus A350 z Londýna do New Yorku a späť.
Na pokrytie celého dopytu po petroleji v letectve tím vypočítal, že by bolo potrebných približne 45 000 km2 solárnych elektrární. Bohužiaľ, vysoké počiatočné náklady na zriadenie týchto elektrární by spôsobili, že tieto palivá budú drahšie ako fosílne palivá, ktoré nahrádzajú, takže na ich spustenie by boli potrebné dotácie a podpora, čo môže obmedziť ich životaschopnosť.
Výskum bol publikovaný v magazíne Nature.
