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终结传统煤油,用太阳能燃料把飞机送上天

2017-11-17 16:22| 发布者: cassie| 查看: 881| 评论: 0|原作者: 本网记者Zoe|来自: CSPPLAZA光热发电网

      CSPPLAZA光热发电网讯:近日,欧盟SOLAR-JET研发团队使用太阳光、水和二氧化碳首次成功生产出喷气发动机用燃料。与传统煤油产自石油不同,此种替代燃料基于无限的太阳能资源生产,可能由此对航空运输的可持续性和燃料储备安全做出巨大贡献。

  欧盟SOLAR-JET研发团队由欧盟第七研发框架计划(FP7)提供220万欧元资助,由瑞士苏黎世联邦技术学院(ETHZürich)总协调,欧盟多个成员国科技界和工业界共同参与,包括大型太阳能工业集团如德国BauhausLuftfahrt、德国航天中心(DLR)和壳牌石油集团(Shell)等。


  替代传统煤油把飞机送上天

  该技术使用聚光太阳能进行热化学反应,主要生产过程分两步:第一步,将太阳光聚集在一个太阳能反应器中,达到1500摄氏度的高温,再利用高温分解水和二氧化碳,辅之以金属氧化物添加剂,产生合成气,即氢气(H2)和一氧化碳(CO)的混合气,两种气体均非常纯净;第二步,利用“费托”工艺(煤间接液化技术之一,可简称为FT反应,它是以合成气(CO和H2)为原料在催化剂(主要是铁系)和适当反应条件下合成液体燃料的工艺过程)将合成气转化为可商业化应用于市场的燃料,壳牌石油已经就此技术进行部署应用。

  短期内,该技术将主要应用于生产喷气式飞机的燃料,待技术成熟度可达到工业化规模生产阶段,研究团队也将考虑继续扩大规模。日前,苏黎世联邦技术学院(ETH)博士后研究员PhilippeFurler已成立ETH下属公司Sunredox来推动该技术的商业化应用。

  据SOLAR-JET研发团队介绍,为了分解水和二氧化碳,太阳能热化学反应器要达到1500℃,远远高于光热发电所需的560℃,因此,镜场需要数千面反射镜来反射太阳光,再聚焦到反应器上。按一平方千米定日镜镜场一天出产20,000升燃油来计算的话,一座太阳能燃料厂只需大约7个小时就可把一架承载300人的商务客机送上天。

  太阳能燃料的巨大潜力不容忽视

  在澳大利亚、中国、智利、美国西南部和中东北非等光照资源丰富的地区,人们早已发现了太阳蕴含的巨大能量。近年来,多座光热电站在这些国家地区拔地而起,太阳能资源利用可谓如火如荼。但值得注意的是,除了光热发电,太阳能燃料生产也是一个关键的工业增长点。聚光太阳能热化学反应可将高温太阳热能转化为化学能,在分解水和二氧化碳时极具优势,而且相比光伏+电解技术,其成本更低,效率更高。

  据悉,太阳能燃料如果进入工业化大规模生产阶段,其产业寿命绝不止短暂的几十年,而是长达数个世纪,这势必会对传统化工产业产生颠覆性影响。相比取之不尽的太阳光、二氧化碳、水,石油天然气也不会再是交通燃料生产的必需品。Furler对此表示,未来传统燃料会征收二氧化碳税,这必将引起石油、天然气公司的恐慌,从而促使整个化石燃料行业对太阳能燃料产生兴趣,不得不说其将是未来大趋势。


太阳能高温分解水和二氧化碳的原理图


      也许有人会问,用于生产燃料的二氧化碳从何而来?是否会制造污染?Furler对此表示,我们的长期规划是从大气中提取二氧化碳,这样一来,碳循环不会受到干扰,同时也降低了二氧化碳排放量,实现闭环运行。


附:英文原文链接: Fuel Air Travel! New Application of Solar Energy

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