Autotechnika szakfolyóirat
Autotechnika szakfolyóirat
2022. július | Olvasson bele!

Vízből és szén-dioxidból motorhajtóanyag napenergiával

hirdetés

Professzor Aldo Steinfeldnek, a Zürichi Műszaki Főiskola (ETH Zürich), a Paul Scherer Intézet (PSI) és a Kaliforniai Technológiai Intézet (Caltech) kutatójának és csapatának sikerült napenergia segítségével vízből és szén-dioxidból motorhajtóanyagot előállítania. E cél érdekében kifejlesztettek egy napenergia-reaktort, melyben koncentrált napsugárzás táplálja a stabil és gyors termokémiai folyamatot.

A kutatócsapatnak egy új eljárást sikerült kifejleszteni, mely révén a vizet (H2O) és a szén-dioxidot (CO2) egy hidrogénből (H2) és szén-monoxidból (CO) álló keverékké alakítja. Ezt a keveréket Syngasnak nevezik (szintetikus gáz), és kiinduló terméke lehet a benzinnek, kerozinnak és egyéb folyékony tüzelőanyagoknak.

hirdetés

Az ötlet abból áll, hogy a vizet és a szén-dioxidot termokémiailag egy kétfokozatú Metalloxid-Redox-körfolyamatban szétbontják. Első lépésként a napfényt egy kvarcüveggel lefedett blendenyíláson keresztül vezetik a reaktor belsejébe. A reaktor belsejében egy cérium-oxid henger található, melyet 1500 °C-on redukálnak. Ekkor a cérium-oxid oxigénatomokat ad le a struktúrából. Második lépésben a redukált cérium-oxidot 900 °C-on vízgőzzel és szén-dioxiddal reagáltatnak. Ekkor a víz és szén-dioxid molekulák felbomlanak. A felszabaduló oxigénatomok az anyagstruktúrába integrálódnak, így a cérium-oxid visszanyeri a kiindulási állapotát, és alkalmassá válik egy újabb folyamat elindítására. Hátramarad a tiszta H2 és CO, azaz a Syngas.

A tudósok a PSI laborjában tesztelték a 2000 W-os prototípust egy nagy fényáramú napszimulátorral. Az átalakítási hatásfok jelenleg 0,8%. A kutatók viszont azt mondják, hogy ez így is 2 nagyságrenddel nagyobb, mint a hagyományos fotokatalitikus CO2-bontási eljárások. A termodinamikai szimulációk szerint azonban elérhető a 19%-os hatásfok is. Az eddigi tesztek értelmében több mint 500 ciklust képes a cérium-oxid végrehajtani anélkül, hogy a hatásfok csökkent volna.

Professzor Steinfeld és kutatócsapata jelenleg azon dolgozik, hogy 2020-ra ipari méretekhez is optimálják a reaktort, azaz megawatt teljesítményben is képes legyen egy napenergia-reaktortorony formájában Syngas előállítására.


Kapcsolódó dokumentum:


11


Tetszett a cikk?

hirdetés

hirdetés