Teoride, su, CO2 ve güneşten gelen enerjiden başka hiçbir şeyden jet yakıtı oluşturmak mümkündür, ancak bunu laboratuvarın dışında yapmak zor olmuştur. Şimdi araştırmacılar, bunu sahada geniş ölçekte yapabilen ilk tam entegre sistemi oluşturdular.
Havacılık, küresel sera gazı emisyonlarının yaklaşık yüzde beşini oluşturuyor ve karbondan arındırmanın inatla zor olduğu kanıtlandı. Diğer sektörler, fosil yakıtlardan yenilenebilir enerji kaynaklarına geçmek için elektrifikasyona güvenirken, havacılığın katı ağırlık kısıtlamaları, pil gücüne güvenmeyi yakın gelecekte herhangi bir zamanda olanaksız kılıyor.
Bu yüzyılın ortasına kadar havacılığın karbondan arındırılmasına yönelik herhangi bir gerçekçi yolun, mevcut jet motorları ve yakıt altyapısı ile çalışan yakıtlara atıfta bulunan sürdürülebilir “düşürülmüş” yakıtların kullanılmasını gerektireceği konusunda artan bir fikir birliği var. Mantık, piller, sıvı gibi herhangi bir alternatif güç kaynağının hidrojenveya sıvı amonyak, yeni uçak ve yakıt depolama ve dağıtım sistemlerine gerçekçi olmayan seviyelerde yatırım gerektirecektir.
Araştırmacılar, sürdürülebilir havacılık yakıtları yapmak için çok çeşitli yaklaşımları araştırıyorlar. Günümüzde en yaygın olanı, hayvansal veya bitkisel yağları hidrojenle reaksiyona sokarak kerosen oluşturmayı içerir. Yaklaşım iyi kurulmuş, ancak bu hammaddelerin sınırlı yenilenebilir kaynakları var ve otomotiv sektöründen biyodizel rekabeti var.
Ortaya çıkan bir yaklaşım, yeşili doğrudan birleştirerek yakıt yaratmayı içerir. hidrojen yakalanan CO2'den türetilen karbon monoksit ile. Bu çok daha zordur, çünkü ilgili tüm adımlar - yeşil hidrojen oluşturmak için suyun elektrolize edilmesi, havadan veya endüstriyel kaynaklardan CO2 tutulması, CO2'nin COXNUMX'ye indirgenmesi ve gazyağı oluşturmak için birleştirilmesi - çok miktarda kullanılır. enerji.
Avantajı, ham bileşenlerin bol olmasıdır, bu nedenle enerji gereksinimlerini azaltmanın bir yolunu bulmak, bol miktarda yeni sürdürülebilir yakıt kaynağına kapı açabilir. Güneş ışığını bir kulenin tepesindeki güneş reaktörüne yönlendirmek için bir dizi ayna kullanan yeni bir tesis umut verici bir yaklaşım olabilir.
Araştırmayı yöneten ETH Zürih'ten Aldo Steinfeld, "Tam entegre bir güneş kulesi sisteminde su ve CO2'den kerosene kadar tüm termokimyasal süreç zincirini ilk gösteren biziz" dedi. Bir basın açıklamasında. "Bu güneş kulesi yakıt tesisi, endüstriyel uygulamayla ilgili bir kurulumla çalıştırıldı ve sürdürülebilir havacılık yakıtlarının üretimine yönelik teknolojik bir kilometre taşı oluşturdu."
Tesis, bir kağıt Jul, Güneş ışığını yeniden yönlendiren ve 169 fit yüksekliğindeki bir kulenin tepesinde bulunan güneş reaktörüne yoğunlaştıran 49 güneş izleme yansıtıcı panele sahiptir. Su ve CO2, nadir toprak metali seryumunun bir oksidi olan seryumdan yapılmış gözenekli bir yapı içeren güneş reaktörüne pompalanır.
Ceria, sentez gazı olarak bilinen bir karbon monoksit ve hidrojen karışımı oluşturmak için sudan ve CO2'den oksijeni soyan bir redoks reaksiyonunun yürütülmesine yardımcı olur. Ceria bu işlem tarafından tüketilmez ve yeniden kullanılabilir, aşırı oksijen ise basitçe atmosfere salınır. Sentez gazı kuleden aşağıya doğru bir gaz-sıvı dönüştürücüye pompalanır ve burada yüzde 16 kerosen ve yüzde 40 dizel içeren sıvı yakıta dönüştürülür.
Tüm süreci yürütmek için güneşin ısısını kullanan kurulum, daha geleneksel yaklaşımların önemli elektrik taleplerinin etrafında bir yol sağlar. Ancak araştırmacılar, sistemlerinin verimliliğinin hala nispeten düşük olduğunu belirtiyorlar. Yakalanan güneş enerjisinin sadece yüzde dördü sentez gazında kimyasal enerjiye dönüştürüldü, ancak bunu yüzde 15'in üzerine çıkarmanın bir yolunu görüyorlar.
Genel üretim seviyeleri de havacılık endüstrisinin yakıt taleplerinde bir düşüş sağlamak için gerekli olandan çok uzak. Tesis, küçük bir otoparka eşdeğer yer kaplamasına rağmen, 5,000 günde sadece 9 litrenin biraz üzerinde sentez gazı üretebildi. Bunun sadece yüzde 16'sının daha sonra kerosene dönüştürüldüğü göz önüne alındığında, teknolojinin önemli ölçüde artması gerekecek.
Ancak bu, bugüne kadar sürdürülebilir yakıtlar oluşturmak için güneş ışığını kullanmanın en büyük ölçekli gösterimi ve araştırmacıların da belirttiği gibi, kurulum endüstriyel olarak gerçekçi. Daha fazla ince ayar ve çok fazla yatırımla bu, bir gün uçuşlarımızın çevreye daha az yük getirmesini sağlamak için umut verici bir yol sunabilir.
Resim Kredisi: ETH Zürih
