В эксперименте с мини-заводом по переработке солнечной энергии удалось произвести за 7 часов солнечного света 32 миллилитра метанола. Основным загрязнителем смеси при этом стала подмешивающаяся вода. При изменении реакционной смеси также может стать возможным получение синтетического керосина, который легче отделять от воды, чем метанол. Преимущество этого топлива в том, что синтетический керосин не содержит серы и азотсодержащих химикатов, которые при сгорании образуют сажу и другие загрязняющие вещества.
Три термодинамических шага
Подробный обзор технологии опубликован в журнале Nature. Технология основана на термодинамике и может быть разделена на три блока термохимической конверсии.
Сначала блок разделения воздуха извлекает углекислый газ и воду непосредственно из окружающего воздуха. Затем солнечная окислительно-восстановительная установка преобразует это в определенную смесь C0 и H2, называемую синтез-газом. А уже в конце процесса установка синтеза газа в жидкость преобразует синтез-газ в жидкие углеводороды.
Для использования на практике необходимы усовершенствования
В своей нынешней форме и способах этот процесс недостаточно продуктивен и, следовательно, еще не является экономически жизнеспособным. Поэтому исследовательская группа сосредоточилась в своей работе на оптимизации процесса. В соответствии с этим, наряду с прочим, необходимо использовать более качественные катализаторы, более эффективно хранить газы и лучше использовать отходящее тепло, образующееся во время процесса.
Подчеркивается, что синтетическое топливо – углеродно-нейтральное. При его сгорании выделяется ровно столько углекислого газа, сколько ранее извлекли из воздуха для производства.
Исследователи считают, что установка должна быть достаточно большой. По оценкам инженеров, для обеспечения ежедневного рейса туда и обратно между Нью-Йорком и Лондоном необходимы десять таких зеркальных ферм. Солнечные реакторы нуждаются в прямом солнечном свете, поэтому крупномасштабные системы имеет смысл строить только в пустынных районах. Возможные местоположения - на юге Испании, в Северной Африке, на Аравийском полуострове, в Австралии, на юго-западе США, в пустыне Гоби в Китае или в чилийской пустыне Атакама.
Для обеспечения топливом пассажирского самолета на маршруте Лондон-Нью-Йорк, например, придется покрыть зеркалами 3,8 квадратных километра Сахары. Также возможно покрыть вообще всю потребность коммерческой авиации в топливе, если, например, для этого будет использовано 0,5 процента площади Сахары. И это составило бы около 45 000 квадратных километров.
