Новая установка улавливает углекислый газ и влагу из атмосферы и, используя солнечную энергию, преобразовывает ее в синтез-газ, который затем превращается в жидкое топливо. Этот продукт является углеродно-нейтральным, поскольку при его сгорании выделяется ровно столько CO2, сколько было первоначально взято из воздуха.
Второй закон термодинамики имеет несколько формулировок. Одна из них гласит, что невозможен процесс перехода теплоты от тела с более низкой температурой к телу с более высокой. Мы ее упростили, и сказали бы, что лед, растаяв и превратившись в воду сам по себе никогда из воды не возродится.
Эксперимент ETH Zurich - не научная фантастика, а чистая термодинамика. Ведь «солнечный нефтеперерабатывающий завод» состоит из трех последовательно соединенных блоков термохимической конверсии:
- Это, во-первых, блок прямого улавливания воздуха, который извлекает CO2 и H2O непосредственно из окружающего воздуха.
- Во-вторых, солнечная окислительно-восстановительная установка, которая преобразует CO2 и H2O в определенную смесь CO и H2, так называемый, синтез-газ.
- И, в-третьих, это установка для синтеза газа в жидкость, которая в конечном итоге преобразует синтез-газ в жидкие углеводороды.
Первый блок всасывает окружающий воздух и использует адсорбцию для удаления из него углекислого газа и воды, которые поступают во второй блок, где для запуска химических реакций задействуется солнечная энергия.
Параболический концентратор в 3000 раз фокусирует солнечный свет на солнечном реакторе, создавая температуру около 1500°C. Внутри реактора находится керамическая конструкция из оксида церия, которая поглощает кислород из поступающего диоксида углерода и воды, производя водород и оксид углерода – синтез-газ. Полученное соединение можно собирать для использования или направлять в третью установку, где оно превращается в жидкое углеводородное топливо, такое как керосин или метанол.
Предполагается, что промышленная установка будет выглядеть как солнечная тепловая электростанция с полем концентраторов, фокусирующих солнечный свет на центральную башню. Ученые подсчитали, что крупномасштабный завод из десяти таких установок на 100 МВт солнечной энергии, сможет производить 95 000 литров керосина в день. Этого достаточно, чтобы добраться из Лондона в Нью-Йорк и обратно на крумно пассажирском самолёте вроде Airbus A350.
Согласно этим подсчетам, чтобы покрыть всю потребность авиации в керосине потребуется около 45 000 км2 солнечных электростанций. Тем не менее, высокие первоначальные затраты на создание таких заводов сделают новое топливо более дорогим, чем ископаемые альтернативы, поэтому для их запуска потребуются субсидии и поддержка, что может замедлить их внедрение.
