Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Солнечная башня «все в одном» производит реактивное топливо из CO2, воды и солнечного света

Солнечная башня «все в одном» производит реактивное топливо из CO2, воды и солнечного света
Используя углекислый газ, воду и солнечный свет, солнечная тепловая башня в Испании производит углеродно-нейтральные экологически чистые версии дизельного топлива и топлива для реактивных двигателей.


Построенный и испытанный исследователями из ETH Zurich, это многообещающий проект экологически чистого топлива.

Зачем нам экологически безопасное авиационное топливо (SAF)?

Ископаемое топливо можно заменить батареями или водородом в легковых и грузовых автомобилях, но с самолетами дело обстоит сложнее. Сегодня в эксплуатации находится более 25 000 коммерческих авиалайнеров, а срок службы составляет около 25 лет, поэтому авиакомпании ищут топливо с нулевым выбросом углерода, чтобы снизить загрязнение. Это переходный шаг, но важный до тех пор, пока не будут готовы чистые авиационные технологии и весь глобальный флот не сможет быть преобразован во что-то другое.

Углеродно-нейтральные виды топлива являются простой заменой сегодняшнему керосину Jet-A; они смешиваются с обычным топливом и сгорают в реактивных двигателях, как обычно, производя нормальное количество выбросов углерода. Разница в том, что вместо того, чтобы вытягивать этот углерод прямо из земли, углеродно-нейтральное топливо захватывает CO2 откуда-то еще; он все равно попадет в атмосферу, но, по крайней мере, проделает какую-то полезную работу, прежде чем попадет туда, и каждый сожженный галлон — это галлон несгоревшего обычного топлива.

Как в настоящее время производится SAF?

Существует множество способов получения углеродно-нейтрального топлива, и не все из них приемлемы по разным причинам. Биотопливо, выращенное из специальной кукурузы, например, создает собственные выбросы от удобрений и сельскохозяйственного оборудования, и они используют землю, которая в противном случае могла бы производить продукты питания. Вырубка лесов и использование древесины в качестве биомассы также исключены по причинам, которые должны быть очевидны, но тот факт, что вокруг этого существуют правила, предполагает, что даже в игре с устойчивостью все еще есть недобросовестные операторы.

То здесь, то там появляются заводы по переработке отходов в реактивное топливо, которые собирают муниципальный мусор или старое растительное масло и используют их в качестве сырья для производства синтез-газа, который можно перерабатывать в синтетическое топливо. Но обычно задействованный процесс пиролиза требует много энергии — либо грязной энергии, либо чистой энергии, которую можно было бы использовать в другом месте, — а сырье настолько нестабильное, что полученное топливо иногда нуждается в дополнительной, энергоемкой очистке, прежде чем оно будет готово к спасению планеты на лайнере Dreamliner.

Другой способ — улавливать углерод непосредственно из других источников выбросов и преобразовывать его в топливо. Это можно сделать, используя зеленое электричество для питания электролизера, а затем смешивая полученный водород с окисью углерода для создания синтез-газа, который затем можно перерабатывать в топливо, но на каждом из этих этапов происходят потери энергии.

Это подводит нас к новой, гораздо более простой конструкции, разработанной ETH Zurich, которая была построена и испытана в Энергетическом институте IMDEA в Испании.


Универсальная углеродно-нейтральная топливная башня ETH Zurich

Пилотная установка работает на концентрации солнечной тепловой энергии. Сто шестьдесят девять панелей рефлекторов, отслеживающих солнце, площадь каждой составляет 3 квадратных метра, перенаправляют солнечный свет в 16-сантиметровое отверстие в солнечном реакторе в верхней части 15-метровой центральной башни. Этот реактор получает в среднем около 2500 энергий солнц - около 50 кВт солнечной тепловой энергии.

Тепло используется для запуска двухступенчатого термохимического окислительно-восстановительного цикла. Вода и чистый диоксид углерода подаются в окислительно-восстановительную реакцию на основе церия, которая одновременно превращает их в водород и монооксид углерода или синтетический газ. Поскольку все это делается в одной камере, можно настроить скорость подачи воды и CO2, чтобы в реальном времени управлять точным составом синтез-газа.

Синтетический газ подается на установку преобразования газа в жидкость (GtL) в нижней части колонны, которая производит жидкую фазу, содержащую 16 % керосина и 40 % дизельного топлива, а также парафиновую фазу с 7 % керосина и 40 % дизельного топлива - доказывая, что керамический солнечный реактор на основе оксида церия определенно производил синтез-газ достаточно чистый для преобразования в синтетическое топливо.


Сколько топлива получается?

На самом деле это большой вопрос, и я боюсь, что исследовательская работа не позволяет легко угадать эту информацию. В целом, исследователи запускали систему в течение 9 дней, выполняя от шести до восьми циклов в день, если позволяла погода. Каждый цикл длился в среднем 53 минуты, а общее время эксперимента составило 55 часов. Несколько циклов пришлось остановить из-за перегрева, когда температура в реакторе превысила заданные 1450 ° C (2642 ° F) до критической температуры 1500 ° C (2732 ° F).

В общей сложности экспериментальная установка произвела около 5 191 литра (1 371 галлона) синтез-газа за эти девять дней, но исследователи не указывают точно, сколько керосина и дизельного топлива осталось после переработки синтез-газа, поэтому нельзя дать простую цифру производительности пилотной установки в день.

Но чтобы дать представление о масштабах проблемы: у Boeing 787 Dreamliner запас топлива до 126 372 л (36 384 галлона), на котором он может пролететь до 14 140 км (8 786 миль).

Но не обязательно заменять все рассматриваемое топливо — синтетическое топливо можно смешивать с обычным топливом в любых доступных количествах, и каждый грамм помогает снизить общие выбросы.

Что дальше?

Команда говорит, что общая эффективность системы (измеряемая содержанием энергии синтез-газа в процентах от общего количества поступающей солнечной энергии) в этой реализации составляла всего около 4%, но он видит пути увеличения этого показателя более чем на 20% за счет рекуперации и рециркуляции большего количества тепла и изменения структуры оксида церия.

«Мы первыми продемонстрировали всю цепочку термохимических процессов от воды и CO2 до керосина в полностью интегрированной системе солнечной башни», — сказал профессор ETH Альдо Штайнфельд, соответствующий автор исследовательской работы. «Эта топливная установка для солнечных башен работала с настройкой, соответствующей промышленному внедрению, что стало технологической вехой на пути к производству экологичного авиационного топлива».

«Подобная топливная установка солнечной башни представляет собой жизнеспособный путь к внедрению производства солнечного топлива в глобальном масштабе», — говорится в исследовании.

Исследование находится в открытом доступе в рецензируемом журнале Joule.

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
1
Причины роста популярности Астрономии и Космоса среди молодого поколения

Причины роста популярности Астрономии и Космоса среди молодого поколения

Астрономия и космос всегда привлекали внимание людей всех возрастов, но особенно ярко эта наука проявляется среди молодого поколения.

Астрономия и космос всегда привлекали внимание людей всех возрастов, но особенно ярко эта наука проявляется среди молодого поколения. Многие факторы объясняют популярность астрономии среди молодых людей: от увлекательных открытий в области космоса до влияния культурных произведений. Сериалы, фильмы и другие произведения искусства о космических приключениях играют значительную роль в формировании ...
25.02.24 17:55
0
2
e-Learning в цифрах: 6 общих фактов, много данных и прогнозы на ближайшее будущее

e-Learning в цифрах: 6 общих фактов, много данных и прогнозы на ближайшее будущее

e-Learning – это обучение с помощью цифровых технологий (Интернета, электронных устройств и специальных программ). Процесс можно организовать в аудиториях или удалённо, одновременно для целой группы или по гибкому графику для каждого.

e-Learning – это обучение с помощью цифровых технологий (Интернета, электронных устройств и специальных программ). Процесс можно организовать в аудиториях или удалённо, одновременно для целой группы или по гибкому графику для каждого. Ранее эта система была не популярна. Затем вспыхнул COVID-19, и все перешли на «удалёнку»: школы, ВУЗы, компании. Электронное обучение стало нужным в глобальном мас...
28.12.23 18:10
0
7
Энергорезонатор Neutrino Power Cube - электроэнергия под воздействием невидимого спектра излучений

Энергорезонатор Neutrino Power Cube - электроэнергия под воздействием невидимого спектра излучений

Следующим этапом на пути к отказу от ископаемого топлива станут, вероятнее всего, энергетические технологии, связанные с возможностью преобразования энергии полей материи Луи де Бройля, обладающих корпускулярно-волновыми свойствами, в электрический ток.

Следующим этапом на пути к отказу от ископаемого топлива станут, вероятнее всего, энергетические технологии, связанные с возможностью преобразования энергии полей материи Луи де Бройля, обладающих корпускулярно-волновыми свойствами, в электрический ток. Это одно из перспективных направлений в науке, дающее серьёзный шанс диверсифицировать способы получения электроэнергии, а более конкретно, одно и...
30.09.23 06:25
0
11
Возобновляются работы по возведению грандиозного километрового небоскреба

Возобновляются работы по возведению грандиозного километрового небоскреба

Для архитектуры Саудовской Аравии 2023 год оказался просто невероятным. Сначала страна подтвердила, что строительство 170-километрового (105 миль) здания The Line будет продолжено, затем раскрыла планы строительства кубовидной башни, способной вместить 20 зданий Empire State Buildings.

Теперь страна возобновила реализацию своего амбициозного плана по строительству нового самого высокого здания в мире - башни Джидда. С момента завершения строительства в 2010 году дубайская башня Бурдж-Халифа (Burj Khalifa), высота которой составляет 828 м (2 717 футов), остается самым высоким рукотворным сооружением в мире. Хотя окончательная высота башни Джидда пока неизвестна, но она значитель...
22.09.23 09:06
0
7
Энергорезонатор Neutrino Power Cube - электроэнергия под воздействием невидимого спектра излучений

Энергорезонатор Neutrino Power Cube - электроэнергия под воздействием невидимого спектра излучений

Следующим этапом на пути к отказу от ископаемого топлива станут, вероятнее всего, энергетические технологии, связанные с возможностью преобразования энергии полей материи Луи де Бройля, обладающих корпускулярно-волновыми свойствами, в электрический ток.

Следующим этапом на пути к отказу от ископаемого топлива станут, вероятнее всего, энергетические технологии, связанные с возможностью преобразования энергии полей материи Луи де Бройля, обладающих корпускулярно-волновыми свойствами, в электрический ток. Это одно из перспективных направлений в науке, дающее серьёзный шанс диверсифицировать способы получения электроэнергии, а более конкретно, одно и...
30.09.23 06:25
0
1
Крупнейший в мире ветряк уже полностью подключен и работает

Крупнейший в мире ветряк уже полностью подключен и работает

Компания Three Gorges Energy подключила к электросети первую в мире морскую ветряную турбину мощностью 16 мегаватт. С ошеломляющим диаметром ротора 260 метров (853 фута) этот колосс будет снабжать чистой энергией около 36 000 китайских домов.

Он не выглядит неуместно, стоя на поле других, меньших гигантов, но MingYang Smart Energy MySE 16-260 является самым большим из когда-либо подключенных к сети. «Машинное отделение» и генератор, размещенные в ступице на вершине 152-метровой башни, весят гигантские 385 тонн, а каждая из трех 123-метровых лопастей добавляет еще 54 тонны, свисая с одной стороны вала генератора. Каждый раз, когда он с...
21.07.23 09:18
0
2
«Шагающий» бур и плазменная дрель обещают дешевую геотермальную энергию

«Шагающий» бур и плазменная дрель обещают дешевую геотермальную энергию

Словацкая компания GA Drilling продемонстрировала пару новых технологий, которые, по ее словам, могут открыть доступ к производству геотермальной энергии почти в любой точке планеты.

Anchorbit и Plasmabit обещают гораздо более быстрое и дешевое бурение горячей породы на глубине 10 км под землей. Интенсивное тепло под поверхностью Земли представляет собой практически неиссякаемый источник надежной чистой энергии, которая будет доступна 24/7 из любой точки Земли — можно использовать ее в виде пара для запуска турбин генератора или направить непосредственно в системы централизов...
30.06.23 12:34
0
4
Композитная наноплёнка – ноу-хау Neutrinovoltaic электрогенерации

Композитная наноплёнка – ноу-хау Neutrinovoltaic электрогенерации

Многослойная наноплёнка из чередующихся слоёв графена и легированного кремния, наносимых послойно на металлическую фольгу, позволила создать новый вид альтернативной энергетики.

Многослойная наноплёнка из чередующихся слоёв графена и легированного кремния, наносимых послойно на металлическую фольгу, позволила создать новый вид альтернативной энергетики. Процесс электрогенерации подчиняется законам физики, а сама технология получила название Neutrinovoltaic. Такое название обусловлено участием в этом процессе не только окружающих полей излучений невидимого спектра и темпер...
16.05.23 19:04
0