이 태양 광 발전소는 빛과 공기를 액체 연료로 바꿉니다.

새로운 기술은 햇빛과 공기로만 액체 탄화수소 연료를 생산합니다.

탄소 중립 연료는 항공 및 해상 운송을 지속 가능하게 만드는 데 중요합니다. 새로운 태양 광 발전소는 합성 액체 연료를 생산하여 CO2 during their combustion as previously extracted from the air for their production.

The system extracts CO2 주변 공기로부터 직접 물을 추출하여 태양 에너지를 사용하여 분리합니다. 이 공정은 수소와 일산화탄소의 혼합물 인 합성 가스를 생산하며,이 혼합물은이어서 케로 신, 메탄올 또는 다른 탄화수소로 가공된다. 이러한 드롭 인 연료는 기존의 글로벌 운송 인프라에서 사용할 수 있습니다.

이 태양 광 발전소는 빛과 공기를 액체 연료로 바꿉니다.포물선 모양의 반사경은 빛을 묶어서 식물의 중간에있는 두 개의 원자로로 향하게합니다. (제공 : Alessandro Della Bella / ETH Zurich)

Proof of concept

“This plant proves that carbon-neutral hydrocarbon fuels can be made from sunlight and air under real field conditions,” explains Aldo Steinfeld, a professor of renewable energy carriers at ETH Zurich whose research group developed the technology. “The thermochemical process utilizes the entire solar spectrum and proceeds at high temperatures, enabling fast reactions and high efficiency.”

취리히 (Zurich) 지붕에있는 태양 광 미니 정련소는 도시에서 널리 퍼진 기후 조건에서도 기술이 실현 가능함을 입증합니다. 하루에 약 1 데시 리터의 연료를 생산합니다 (반 컵 미만).

이 태양 광 발전소는 빛과 공기를 액체 연료로 바꿉니다.태양열 정유가 생산하는 연료. (제공 : Alessandro Della Bella / ETH Zurich)

Steinfeld와 그의 연구진은 이미 EU의 Sun-to-Liquid 프로젝트의 범위 내에서 수행 된 마드리드 근처 태양열 타워에서 태양 광 리액터의 대규모 테스트를 수행하고 있습니다.

다음 목표는 산업 구현을 위해 기술을 확장하고 경제적으로 경쟁력을 확보하는 것입니다.

“A solar plant spanning an area of one square kilometer could produce XNUMX liters of kerosene a day,” says Philipp Furler, director of Synhelion and a former doctoral student in Steinfeld’s group. “Theoretically, a plant the size of Switzerland—or a third of the Californian Mojave Desert—could cover the kerosene needs of the entire aviation industry. Our goal for the future is to efficiently produce sustainable fuels with our technology and thereby mitigate global CO2 emissions.”

이 태양 광 발전소는 빛과 공기를 액체 연료로 바꿉니다.연구 플랜트는 합성 가스를 생산하며, 이는 통상적 인 메탄올 또는 피셔 - 트 롭쉬 (Fischer-Tropsch) 합성을 통해 액체 탄화수소 연료로 가공 될 수있다. (제공 : Alessandro Della Bella / ETH Zurich)

How the solar refinery works

새로운 시스템의 프로세스 체인은 세 가지 열화학 전환 프로세스를 결합합니다.

  • The extraction of CO2 and water from the air.
  • The solar-thermochemical splitting of CO2 and water.
  • Their subsequent liquefaction into hydrocarbons.

An adsorption/desorption process extracts CO2 물은 주변 공기로부터 직접적으로 배출됩니다. 둘 다 파라볼 릭 반사경의 초점으로 태양 광 리액터에 들어간다. 태양 복사는 3,000의 요인에 의해 집중되어 태양열 발전기 내부의 섭씨 1,500의 온도에서 열을 발생시킵니다.

태양 광 반응기의 중심에는 2 단계 반응 (산화 환원 순환)을 가능하게하는 산화 세륨으로 만들어진 세라믹 구조가 있습니다. 물과 CO를 분리합니다2 합성 가스. 수소와 일산화탄소의 혼합물은 통상적 인 메탄올 또는 피셔 - 트 롭쉬 (Fischer-Tropsch) 합성을 통해 액체 탄화수소 연료로 가공 될 수있다.

Steinfeld의 연구 그룹은 이미 태양 연료 생산 기술을 상업화 한 2016에 설립 된 Synhelion과 CO에 대한 기술을 상용화 한 2010에 이미 설립 된 Climeworks로 나뉘어 있습니다.2 capture from air.

출처: ETH 취리히

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