Zamiana dwutlenku węgla w paliwo

Czy skoncentrowaną energię słoneczną można wykorzystać do odwrócenia spalania i przekształcenia dwutlenku węgla z powrotem w benzynę? Na tym polegają naukowcy Sandia National Laboratories , w Albuquerque w stanie Nowy Meksyk, mają na celu zbudowanie nowatorskiego reaktora, który może chemicznie reenergetyzować dwutlenek węgla.

Moc słoneczna: Ostatnie szlify na gigantycznym kolektorze słonecznym, który naukowcy z Sandia National Laboratories wykorzystają do zasilania nowatorskiego reaktora zdolnego do produkcji tlenku węgla z dwutlenku węgla. Tlenek węgla można następnie wykorzystać do produkcji paliw ciekłych.

Urządzenie wykorzystuje dwustopniową reakcję termochemiczną do rozbicia dwutlenku węgla w celu wytworzenia tlenku węgla, mówi Nathan Siegel, starszy członek personelu technicznego w dziale technologii słonecznych Sandia i jeden z naukowców opracowujących tę technologię. Dwutlenek węgla jest produktem spalania, więc to, co robimy, to odwracanie procesu spalania, mówi. Tlenek węgla można następnie łatwo wykorzystać do produkcji szeregu różnych paliw, w tym wodoru, metanolu i benzyny, przy użyciu konwencjonalnych technologii.

Wewnątrz reaktora Sandia, wynalezionego przez badacza Sandia Richa Divera, znajduje się pierścień z materiału ceramicznego kobaltowo-ferrytowego, który zasadniczo składa się z tlenku żelaza i kobaltu. Paraboliczny koncentrator słoneczny kieruje światło słoneczne na materiał ceramiczny, podgrzewając go do około 1500 °C i powodując oddawanie tlenu.

Ponieważ pierścień stale się obraca, zredukowany materiał przechodzi do drugiej, oddzielnej komory zawierającej dwutlenek węgla. Po oddaniu tlenu ceramika reaguje z dwutlenkiem węgla, kradnąc z niego atomy tlenu. Rezultatem jest produkcja tlenku węgla. Proces jest ciągły, dzięki czemu utleniona ceramika ponownie wraca do komory słonecznej, gdzie jest ponownie redukowana. Będzie działać albo z dwutlenkiem węgla, aby wytworzyć tlenek węgla, albo z wodą, aby wytworzyć wodór, mówi Siegel.

Przynajmniej taka jest teoria. Grupa Sandia przeprowadziła demonstrację zasadniczych demonstracji różnych etapów urządzenia, ale jeszcze nie wykazała, że ​​wszystkie one współpracują ze sobą. Zespół buduje prototyp, który będzie gotowy do testów późną wiosną. Jest zbudowany w 95 procentach, mówi Siegel.

Ceramika kobaltowo-ferrytowa została pierwotnie opracowana w Japonii i jest łatwa w produkcji. Aby zmaksymalizować efekt, materiał jest skonstruowany w matrycę krzyżujących się prętów o średnicy jednego milimetra. Powoduje to wytworzenie dużej powierzchni, z którą reaguje z dwutlenkiem węgla.

Naukowcy spodziewają się, że do czerwca przyszłego roku zostaną zmapowane parametry reaktora, a jeśli zrobi się tak dobrze, jak się spodziewają, praktyczna wersja może być dostępna w ciągu pięciu lat.

W tej chwili przyglądamy się pozyskiwaniu dwutlenku węgla ze źródeł przemysłowych, mówi Siegel. Prawdziwym potencjałem jest jednak wychwytywanie emisji dwutlenku węgla i ponowne wykorzystanie ich jako paliwa. Zastanawiamy się również nad sposobami wyciągania dwutlenku węgla z powietrza, mówi. Pozwoliłoby to na zamontowanie reaktora w dowolnym miejscu, odsysanie atmosferycznego gazu cieplarnianego i przekształcanie go w paliwo. Siegel podkreśla jednak, że jest to znacznie wcześniejszy etap rozwoju.

Pomimo ogromnego potencjału, obecnie prowadzi się bardzo niewiele badań nad znalezieniem sposobów wykorzystania energii słonecznej do produkcji tlenku węgla z dwutlenku węgla, mówi Siegel. Ale taka technologia bezpośrednio rozwiązuje dwa problemy: właściwe wykorzystanie dwutlenku węgla i znalezienie sposobu na jak najlepsze wykorzystanie sporadycznej natury energii słonecznej. Oferuje sposób na przechowywanie tej energii słonecznej i wykorzystanie jej, kiedy chcesz, mówi.

To świetna praca i, w zasadzie, naukowo całkiem możliwa, mówi Christian Sattler , Instytutu Termodynamiki Technicznej w Niemieckim Centrum Lotniczym w Kolonii. Pytanie brzmi, przy jakiej wydajności? on mówi. Ile energii potrzeba do przeprowadzenia tej redukcji? Bardziej efektywne może być wykorzystanie energii słonecznej do bezpośredniej produkcji energii.

ukryć