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
Исследование исключает первичные черные дыры как кандидатов в темную материю

Исследование исключает первичные черные дыры как кандидатов в темную материю

Первичные черные дыры — удивительные космические тела, которые активно исследуются астрофизиками всего мира. Исходя из названия, это черные дыры, которые появились на заре существования Вселенной, менее чем через секунду после Большого взрыва.

Теоретическая физика предполагает, что за долю секунды до образования Вселенной пространство не было полностью однородным, поэтому более плотные и горячие области могли коллапсировать в черные дыры. В зависимости от того, когда именно они образовались в течение этой доли секунды, эти первичные черные дыры могли быть очень разной массы и связанными с ней характеристиками.Некоторые физики-теоретики ...
02.12.22 09:01
0
0
Исследование Йельского университета раскрывает потенциальную причину болезни Альцгеймера

Исследование Йельского университета раскрывает потенциальную причину болезни Альцгеймера

Ученые из Йельского университета обнаружили упускаемый из виду механизм, который может стоять за симптомами болезни Альцгеймера. Команда указала на небольшие опухоли на аксонах возле бляшек, которые накапливаются в мозгу, и определила белок, который может быть биомаркером для раннего выявления заболевания, а также мишенью для будущих методов лечения.

В течение десятилетий преобладающая гипотеза о причине появления болезни Альцгеймера, вращалась вокруг амилоидных бляшек — запутанных скоплений белка бета-амилоида. Их накопление в мозгу пациентов с деменцией постоянно наблюдается с тех пор, как Алоис Альцгеймер впервые изучил ее более века назад. И ученые сосредоточили бы большую часть исследований на уменьшении и удалении этих бляшек, но, к сож...
01.12.22 10:16
0
-1
Астрономы запечатлели планету размером с Юпитер, вращающуюся вокруг солнцеподобной звезды

Астрономы запечатлели планету размером с Юпитер, вращающуюся вокруг солнцеподобной звезды

Согласно наиболее распространенной теории, планетные системы формируются из больших облаков пыли и газа, образующих диски вокруг молодых звезд. Со временем диски срастаются, образуя планеты разного размера, состава и расстояния от своей звезды.

За последние несколько десятилетий наблюдения в среднем и дальнем инфракрасном диапазоне привели к открытию дисков обломков вокруг молодых звезд (возрастом менее 100 миллионов лет). Это позволило астрономам изучить планетарные системы в их ранней истории, что дало новое представление о том, как системы формируются и развиваются. Это включает в себя инфракрасный сферический обзор для консорциума э...
30.11.22 20:17
0
0
Дания меняет направление нефтяной вышки для хранения углерода

Дания меняет направление нефтяной вышки для хранения углерода

Дания продвигается вперед с проектом Greensands - инициативой, которая позволит перекачивать огромное количество уловленного углерода на нефтяную вышку в Северном море и закачивать его, чтобы изолировать в формациях песчаника, которые когда-то содержали нефть и газ.

После получения в декабре прошлого года крупнейшего разового гранта в истории Дании (около 26 миллионов евро (27 миллионов долларов США) руководитель проекта Ineos Energy привлек британскую инженерно-консалтинговую компанию Kent для «проведения скрининговых исследований, охватывающих цепочку создания стоимости CCS от береговых участков улавливания, сжижения, берегового хранения, транспортировки и ...
29.11.22 20:01
0
0
Дания меняет направление нефтяной вышки для хранения углерода

Дания меняет направление нефтяной вышки для хранения углерода

Дания продвигается вперед с проектом Greensands - инициативой, которая позволит перекачивать огромное количество уловленного углерода на нефтяную вышку в Северном море и закачивать его, чтобы изолировать в формациях песчаника, которые когда-то содержали нефть и газ.

После получения в декабре прошлого года крупнейшего разового гранта в истории Дании (около 26 миллионов евро (27 миллионов долларов США) руководитель проекта Ineos Energy привлек британскую инженерно-консалтинговую компанию Kent для «проведения скрининговых исследований, охватывающих цепочку создания стоимости CCS от береговых участков улавливания, сжижения, берегового хранения, транспортировки и ...
29.11.22 20:01
0
0
Бестопливные генераторы - альтернатива традиционной энергетике

Бестопливные генераторы - альтернатива традиционной энергетике

Какой будет энергетика через 30-50 лет зависит от технологий, которыми человечество обладает или тех, которые уже находятся на стадии промышленного внедрения.

Какой будет энергетика через 30-50 лет зависит от технологий, которыми человечество обладает или тех, которые уже находятся на стадии промышленного внедрения. Несмотря на энергетический кризис в Европейских странах, век ископаемого топлива подходит к концу. Эта тематика актуальна сегодня, как никогда, и для России. "Наша задача сегодня заключается не только в том, чтобы дырки в земле сверлить, газ...
15.11.22 17:22
0
-2
Рекордный запас энергии: морской прототип работает с перегрузкой в течение 24 часов

Рекордный запас энергии: морской прототип работает с перегрузкой в течение 24 часов

Прототип ветряной турбины зафиксировал необычайный общий объем производства возобновляемой энергии за один день, обеспечив огромные 359 мегаватт-часов за 24-часовой период времени. Чтобы сделать это, он должен был работать с превышением номинальной мощности практически весь день.

Siemens Gamesa SG 14-222 DD — одна из крупнейших в мире ветряных турбин, равная номинальной мощности 14 МВт самых больших турбин GE Haliade-X и лишь немного уступающая гигантским буровым установкам Vestas мощностью 15 МВт и безоговорочному чемпиону мира по шельфовым установкам - чудовищному MingYang 16 МВт.Серийное производство SG 14-222 DD запланировано на 2024 год. В нем используются три колосса...
12.10.22 06:43
0
1
Крупнейшая в мире проточная батарея подключена к сети в Китае

Крупнейшая в мире проточная батарея подключена к сети в Китае

В китайском городе Далянь была запущена ведущая в мире новая система хранения энергии, которая будет ежедневно снабжать энергией до 200 000 жителей.

Имея начальную мощность 400 МВт/ч и выходную мощность 100 МВт, аккумулирующая электростанция Dalian Flow Battery будет служить источником энергии для города и способствовать освоению возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнечная энергия. Будучи проточной ванадиевой батареей, новая система накопления энергии отличается от обычных литий-ионных батарей, используемых в современных эл...
03.10.22 12:46
0