Autotechnika szakfolyóirat
Autotechnika szakfolyóirat
2019. október | Olvasson bele!

Napfényből és levegőből készült szénsemleges üzemanyag

Az ETH Zürich kutatói kifejlesztettek egy új technológiát, amely kizárólag napfényből és levegőből állít elő folyékony szénhidrogén üzemanyagokat. A világon elsőként mutatják be a teljes hőkémiai folyamatláncot valós körülmények között. Az új, napenergiával működő mini finomító Zürichben, az ETH géplaboratórium épületének a tetején található.

A szénsemleges üzemanyagok létfontosságúak a légi- és tengeri szállítás fenntarthatóvá tétele szempontjából is. Az ETH kutatói kifejlesztettek egy napelemtelepet az olyan szintetikus folyékony üzemanyagok előállítására, amelyek az égésük során annyi CO2 gázt bocsátanak ki, amennyit az előállításuk során kivontak a levegőből. A CO2 gázt és a vizet közvetlenül a környező levegőből vonják ki, majd napenergia segítségével bontják fel. Ez az eljárás szintézisgázt, egy olyan hidrogén és szén-monoxid keveréket állít elő, amely kerozinná, metanollá és egyéb szénhidrogénekké alakítható. Ezeket az új üzemanyagokat a meglévő világméretű szállítási infrastruktúra is használni tudja.

Aldo Steinfeld az ETH Zürich megújuló energiahordozók professzora és az általa vezetett kutatócsoport fejlesztette ki a technológiát. „Ez a telep bizonyítja, hogy valós ipari körülmények között szénsemleges szénhidrogén üzemanyag állítható elő napfényből és levegőből” – magyarázza. „A hőkémiai eljárás a napenergia teljes spektrumát hasznosítja és elég nagy hőmérsékleten zajlik ahhoz, hogy lehetővé tegye a gyors reakciót és a nagyfokú hatékonyságot.” A Zürich központjában található kutatótelep elősegíti az ETH fenntartható üzemanyagokkal kapcsolatos kutatásait.

Kis bemutató egység hatalmas lehetőséggel

hirdetés

A zürichi ETH tetején található napenergiával működő mini finomító bizonyítja, hogy technológia még a Zürichre jellemző éghajlati viszonyok mellett is megvalósítható. Naponta megközelítőleg egy deciliter üzemanyagot állít elő. Steinfeld és csoportja már tesztelik a napreaktoruk nagyobb változatát Madrid közelében, egy naptoronyban, amelyet a napból folyadékot elnevezésű EU projekt keretében valósítottak meg. Madridban a napenergiával működő tornyot ugyanakkor mutatták be a mai napon a nagyközönségnek, mint a mini finomítót Zürichben.

A kísérleti telep a Sonneggstrassén található ETH épület tetején helyezkedik el. A projekt következő célja a technológia ipari méretűvé növelése, valamint a gazdasági versenyképesség biztosítása. „Az egy négyzetkilométer területen elhelyezkedő napenergiatelep naponta 20 000 liter kerozin előállítására lehet képes” – mondja Philipp Furler, a Synhelion igazgatója és a Steinfeld csoportjának volt doktorandusza. „Elméletileg egy Svájc, illetve a kaliforniai Mojave-sivatag területének egyharmadával megegyező méretű telep képes lenne a teljes légiközlekedés számára biztosítani a kerozint. A jövőbeli célunk, hogy a technológiánkkal hatékonyan állíthassuk elő a fenntartható üzemanyagot és ezáltal világszinten csökkentsük a CO2 kibocsátást.

Máris van két hasznos melléktermék

Az Aldo Steinfeld által vezetett kutatócsoportnak máris két hasznos melléktermék köszönhető: A 2016-ban alapított Synhelion forgalmazza a napenergiával működő üzemanyag-gyártó technológiát. A már 2010 óta működő Climeworks pedig azt a technológiát forgalmazza, amellyel kinyerhető a levegőből a CO2.

Hogyan működik az új napenergiával üzemelő mini finomító

Az új rendszer által alkalmazott műveletsor három hőkémiai átalakítási folyamatot használ: Az első a CO2 kivonása a vízből és a levegőből. A második a CO2 és a víz felbontása. A harmadik pedig ezek cseppfolyósítása szénhidrogénné. A CO2 gázt és a vizet adszoprciós/deszorpciós eljárással közvetlenül a környező levegőből vonják ki. Ezt követően mindkettőt a parabolatükör fókuszpontjánál juttatják a napreaktorba. A 3000 faktoros koncentrációjú napsugárzás a napreaktoron belül 1500 ˚C hőmérsékletet állít elő. A napreaktor középpontjában egy cérium-oxidból készült kerámiaszerkezet helyezkedik el, amely lehetővé teszi a kétfázisú reakciót, a redoxi ciklust, amely során a víz és a CO2 szintézisgázzá alakul. A hidrogénnek és a szén-monoxidnak ez a keveréke a hagyományos metanol vagy Fischer–Tropsch szintézissel folyékony szénhidrogén üzemanyaggá alakítható.


Tetszett a cikk?

hirdetés

hirdetés