如何利用空氣制造航空燃料

據美國《科學新聞》雙周刊網站7月26日報道，航空燃油現在可以從空氣中“抽取”，或者至少在西班牙莫斯托萊斯是這樣。那里的研究人員證明，能夠通過一種戶外系統生產煤油，用作航空燃料，該系統使用三種簡單的成分——陽光、二氧化碳和水蒸氣。

 

報道說，研究人員在7月20日的《焦耳》雜志上報告說，由太陽能產生的煤油可以取代由石油產生的航空燃料，并有助于穩定溫室氣體排放。

 

瑞士蘇黎世聯邦理工學院的工程師奧爾多·斯坦菲爾德說，燃燒由太陽能產生的煤油會釋放二氧化碳，但二氧化碳的排放量與制造煤油所使用的二氧化碳量相同。“這讓這種燃料碳平衡，特別是如果我們使用直接從空氣中捕獲的二氧化碳的話。”

 

煤油是航空業的首選燃料，而航空業會帶來較多的溫室氣體排放。美國亞利桑那州立大學的化學物理學家埃倫·施特歇爾說，找到可持續的替代品是困難的，尤其是對長途航空來說，因為煤油含有大量能量。施特歇爾并未參與這項研究。

 

2015年，斯坦菲爾德及其同事在實驗室中合成了由太陽能產生的煤油，但沒有人在野外完全用一個單一系統生產出這種燃料。因此，斯坦菲爾德及其團隊在15米高的一個塔頂放置了169面太陽追蹤鏡，反射和聚焦太陽輻射到一個太陽能反應器中。這個反應器有一個可以讓光線照進來的窗口、提供二氧化碳和水蒸氣的通道以及用于催化化學反應的材料——多孔二氧化鈰。

 

當受到太陽輻射加熱時，二氧化鈰在反應器中與二氧化碳和水蒸氣反應，產生合成氣——一種氫氣和一氧化碳的混合物。然后，合成氣通過管道輸送到塔底，在那里，機器將其轉化為煤油以及其他碳氫化合物。

 

在歷時9天的運行過程中，研究人員發現，該塔將使用的太陽能的約4%轉化為約5191升合成氣，用于合成煤油和柴油。斯坦菲爾德說，這個裝置每天產生了約一升煤油。

 

施特歇爾說：“這是一個重要的里程碑。”盡管要讓這項技術對工業有用，效率還需要得到提高。舉例來說，一架波音747客機在起飛和上升到巡航高度期間大約消耗1.9萬升燃料。研究人員說，回收系統未使用的熱量，再加上改善二氧化鈰的吸熱能力，可以提升該塔的效率，令其在經濟上切實可行。