Ученые из Калифорнийского технологического института (Caltech) изобрели систему, использующую солнечный свет для генерации авиационного топлива без выбросов углекислого газа CO2. Эта технология способна заменить традиционное топливо, снижая таким образом углеродный след авиационного транспорта.
Декарбонизация авиационной отрасли является одной из наиболее сложных задач энергетического перехода. Современные воздушные суда требуют топлива с высокой энергетической плотностью, которую пока невозможно полностью покрыть за счёт батарей или водородных технологий. Разработанное новшество решает эту проблему, преобразовывая солнечную энергию в тепло, необходимое для синтеза углеводородов.
Центральным элементом системы является фототермокаталитический реактор, который улавливает солнечный свет. Многослойная конструкция из кремния, германия, золота и серебряной основы позволяет эффективно поглощать до 95% солнечного спектра, сводя потери тепла к минимуму. Например, германий эффективно улавливает инфракрасное излучение, а золотой слой отражает тепло обратно в систему. В лабораторных экспериментах абсорбер нагревался до 249°C при стандартной интенсивности солнечного света и до 130°C в пасмурные дни — этого достаточно для запуска химических реакций без дополнительных источников энергии.
Установка успешно провела олигомеризацию этилена, процесс, при котором короткие молекулы соединяются в длинные цепочки, необходимые для производства авиационного топлива. В результате были получены жидкие углеводороды с цепочками от 7 до 26 атомов углерода, полностью соответствующие стандартам для реактивного топлива. Причём этилен в данном случае можно получать экологически чистым способом: исследователи продемонстрировали методику его получения из CO2, воды и солнечного света.
Мы создали замкнутый цикл, позволяющий превращать CO2 из атмосферы в топливо без углеродного следа
комментирует соавтор работы Айсулу Айтбекова
Технология предлагает несколько значительных преимуществ, упрощающих её внедрение: реактор не требует дорогих систем слежения за солнцем, что существенно уменьшает расходы. Модульная структура позволяет интегрировать технологию в существующие линии по производству солнечных панелей, ускоряя её масштабирование. Кроме того, по сравнению с системами, концентрирующими солнечное излучение, новая установка сохраняет эффективность даже в облачных условиях, что является критически важным достоинством для регионов с изменчивым климатом.
Есть потенциал адаптировать систему для работы в промышленном масштабе в ближайшие годы. В настоящее время исследователи сосредоточены на повышении эффективности абсорбера и испытаниях реактора в реальных условиях. Если эти эксперименты окажутся успешными, то к 2035 году такие установки смогут обеспечить до 10% авиационного топливного спроса. Следующий шаг — объединение реактора с системами, улавливающими CO2 из атмосферы, что позволит создать полноценную «солнечную нефтехимию», снижая зависимость человечества от ископаемого топлива.
Источник: iXBT
