Paliwo z powietrza i energii słonecznej – naukowcy prezentują nowy pomysł na eko-rafinerię

Inżynierowie z Politechniki Federalnej w Zurychu zaprezentowali ciekawy sposób produkcji paliw syntetycznych ze składników dostępnych na wyciągnięcie ręki. Ze światła słonecznego i powietrza.

Owszem, wiemy już jak ogromny wpływ na naszą planetę ma wykorzystywanie przez nas paliw kopalnych. Zanim jednak będziemy w stanie zrezygnować z nich w pełni na rzecz odnawialnych źródeł energii, minie jeszcze kilka(naście) lat. Stąd też potrzebujemy pomysłów na tzw. okres przejściowy. Jednym z nich może okazać się rozwiązanie zaprezentowane przez zespół Aldo Steinfelda, profesora zajmującego się odnawialnymi nośnikami energii.

Paliwo z powietrza produkowane na dachu politechniki

Aby zademonstrować swój pomysł, zespół Steinfelda zbudował koncepcyjną mini-rafinerię na dachu jednego z budynków politechniki w Zurychu. Jej zasada działania jest dosyć prosta – cały system składa się z trzech modułów. Moduł numer jeden służy do zasysania powietrza z otoczenia i wykorzystując proces adsorpcji wytrąca z niego cząsteczki wody i dwutlenku węgla.

Tak przygotowane składniki trafiają do koncentratora parabolicznego, czyli modułu numer dwa, który dzięki optycznemu skupieniu światła słonecznego jest w stanie wytworzyć w specjalnej komorze temperaturę 1500 st. C, co w połączeniu ze znajdującym się tam tlenkiem ceru umożliwia absorpcję pojedynczych atomów tlenu z umieszczonych tam wcześniej cząsteczek dwutlenku węgla i wody.

Czytaj również: Ekologiczne paliwo lotnicze z dwutlenku węgla

Tym samym zostajemy z wodorem i tlenkiem węgla, czyli mieszanką z której składa się gaz syntezowy, który jest produktem pośrednim w wytwarzaniu syntetycznego gazu ziemnego. Do tego jest palny, więc w teorii można wykorzystywać go jako paliwo, chociaż w praktyce zapewnia on mniej niż połowę energii dostarczanej przez gaz ziemny. I tu pojawia się moduł numer trzy, który jest w stanie przetworzyć ten półprodukt na pełnoprawne paliwa – naftę lub metanol.

Wydajność? No cóż…

Największym problemem tego projektu jest jak na razie wydajność. Dachowa rafineria o mocy 5 kW, działając przez 7 godzin dziennie była w stanie wyprodukować… 32 ml metanolu. Zespół Steinfelda twierdzi jednak, że opracowany przez nich sposób produkcji paliwa może z łatwością zostać przeskalowany na potrzeby produkcji komercyjnej. Inżynierowie twierdzą, że system zdolny do gromadzenia ok. 1000 MW energii słonecznej byłby w stanie wyprodukować 95 tys. litrów paliwa dziennie. To mniej więcej tyle, ile potrzebuje Airbus A350 na lot z Nowego Jorku do Londynu i z powrotem.

Największą zaletą tego rozwiązania jest oczywiście zrównoważona emisja – dwutlenek węgla wykorzystywany do produkcji paliwa pochodziłby bezpośrednio z naszej atmosfery. A więc spalanie takiego paliwa przez samoloty nie zwiększałoby jego stężenia w powietrzu. Byłaby to emisja o sumie zerowej. Inżynierowie z Zurychu nie ukrywają jednak, że przeskalowanie ich koncepcji na potrzeby produkcji komercyjnej wymagałoby poniesienia ogromnych kosztów początkowych.