Професор Альдо Штейнфельд, дослідник та команда з Цюріхського технічного коледжу (ETH Цюріх), Інституту Поля Шерера (PSI) та Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech), зумів виготовити моторне паливо на сонячній енергії з води та вуглекислого газу. З цією метою був розроблений сонячний реактор, в якому концентрована сонячна радіація живить стабільний і швидкий термохімічний процес.

привід

Дослідницькій групі вдалося розробити новий процес, який перетворює воду (H2O) та вуглекислий газ (CO2) у суміш водню (H2) та окису вуглецю (CO). Ця суміш називається синтетичним газом (синтетичний газ) і може бути використана як вихідний продукт для бензину, гасу та інших рідких видів палива.

Ідея полягає в термохімічному розкладанні води та вуглекислого газу в двоступеневому циклі Металоксид-Редокс. Першим кроком сонячне світло потрапляє всередину реактора через отвір, покритий кварцовим склом. Усередині реактора знаходиться циліндр з оксидом церію, який відновлюється при 1500 ° С. Потім оксид церію звільняє атоми кисню від структури. На другому етапі відновлений оксид церію реагує з водяною парою та діоксидом вуглецю при 900 ° С. Потім молекули води та вуглекислого газу розпадаються. Вивільнені атоми кисню інтегруються в структуру матеріалу, завдяки чому оксид церію відновлює свій початковий стан і стає придатним для запуску іншого процесу. Залишаються чисті H2 і CO, тобто синтетичний газ.

Вчені протестували прототип потужністю 2000 Вт у лабораторії PSI за допомогою високосвітлого сонячного тренажера. В даний час ефективність перетворення становить 0,8%. Однак дослідники кажуть, що це все ще на два порядки більше, ніж традиційні процеси фотокаталітичного розкладання СО2. Однак, згідно термодинамічного моделювання, також може бути досягнута ефективність 19%. На сьогоднішній день тести показують, що оксид церію може виконувати більше 500 циклів без втрати ефективності.

Професор Штейнфельд і його дослідницька група в даний час працюють над оптимізацією реактора до промислових розмірів до 2020 року, тобто для того, щоб мати змогу виробляти сингаз у вигляді башти сонячного реактора в мегаватах.