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日光、空氣合成的「碳中和」交通燃料誕生 [複製鏈接]

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老了.病了.累了雄心跟不上意志

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發表於 2019-7-20 14:12:17 |顯示全部樓層
蘇黎世聯邦理工學院(Swiss Federal Institute of Technology Zurich, ETH Zurich)的研究人員開發出一種創新技術,僅用陽光和空氣就能生產液態烴燃料。

在蘇黎世ETH機械實驗室大樓屋頂的新型太陽能小型煉油廠中,科學家們全球首次展示真實現場條件下的完整熱化學流程。研究人員打造的這座太陽能發電廠能生產合成液體燃料,這些燃料在燃燒過程中釋放出的二氧化碳(CO2),和其原料空氣一樣多。

該製程直接從環境空氣中提取二氧化碳和水,用太陽能分解產生合成氣體,即氫氣和一氧化碳的混合物。合成氣體可以加工成煤油、甲醇或其他烴類。這些加入式燃料可以用於目前全球的運輸基礎設施。

負責開發此技術的團隊是ETH再生能源載具教授史坦菲爾德(Aldo Steinfeld)和他的研究小組。「這個電廠證實,碳中和(Carbon-neutral)的碳氫燃料,可以在真實的條件下由陽光和空氣製成」史坦菲爾德說,「熱化學過程利用整個太陽光譜並在高溫下進行,反應快、效率高。」

實驗結果顯示,這座設在ETH屋頂上的太陽能小型「煉油廠」,即使以蘇黎世的氣候條件,該技術也是可行的,每天可產生大約一公合的燃料。

在歐盟太陽能液體計畫(EU sun-to-liquid)架構下,史坦菲爾德和研究團隊正在馬德里附近的太陽能塔中,對他們的太陽能反應爐進行大規模測試。該太陽能發電廠也和蘇黎世的小型煉油廠同時於6月13日在馬德里公開展示。

這套新系統的流程鏈結合了三個熱化學轉化過程:

首先,從空氣中提取二氧化碳和水。第二,太陽能熱化學分解二氧化碳和水。第三,液化成碳氫化合物。

二氧化碳和水都是透過吸收/脫附過程直接從環境空氣中提取,接著在拋物面反射器的焦點處送入太陽能反應器。

太陽輻射能在焦點處聚集3,000倍,在太陽能反應爐內產生1,500°C的溫度。

太陽能反應爐的核心是由二氧化鈰製成的陶瓷結構,能夠進行兩步驟的氧化還原循環,將水和二氧化碳分解成合成氣,接著透過一般的甲醇或費托合成(Fischer–Tropsch process)將氫和一氧化碳混合物加工成液態烴燃料。

碳中和燃料是發展永續性航空和海上運輸的關鍵。

史坦菲爾德的研究已經衍生出兩間公司:2016年成立的Synhelion公司將太陽能燃料生產技術商業化;2010年成立的Climeworks公司將從空氣中捕獲二氧化碳的技術商業化。

下一個計畫的目標是擴大技術規模,使其具有經濟競爭力。「一個面積一平方公里的太陽能發電廠每天可生產20,000升煤油,」Synhelion公司董事兼技術長、曾是史坦菲爾德實驗室博士生的富勒(Philipp Furler)說。

「理論上,一座面積相當於整個瑞士或1/3個加州莫哈韋沙漠的電廠,就可以滿足整個航空業的煤油需求,」富勒說,「我們未來的目標是利用我們的技術高效生產永續燃料,減少全球二氧化碳排放。」

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生死之外無大事

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發表於 2019-7-20 23:24:46 |顯示全部樓層
本帖最後由 taiwanbigmary 於 2019-7-20 23:26 編輯

很好的一個生產方式..
需要有相當面積的設備(或是再發明更高效率產率設備)..
還要對應現有石油天然氣生產商和相關產業的動作(遊說..競爭..)
或許還要川普老大的同意..
以台灣來說..
分散式的多個較小型工廠或許可行..
但是就怕非科技因素(商業競爭..政治..貪瀆..利益輸送)干擾..
最好是能拿到技術..不然就是要台灣研發..
中研院..中科院..工研院..中正理工學院..
唉! 寶島研究院研究很久..噴射引擎造不出..
只見化骨綿掌~~神效..
太陽爐的技術..應該相對容易些..

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發表於 2019-7-24 01:14:31 |顯示全部樓層
這句很傷腦筋:透過一般的甲醇…

甲醇本身就是燃料,跟酒精一樣可取代汽油,減少HC碳氫化合物排放, 結果他又吃飽太撐,把較乾淨的燃料「甲醇」化合成碳氫化合物, 增加空氣中HC的排放?
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發表於 2019-7-25 09:29:16 |顯示全部樓層
這篇文章感覺起來比較像是說帖,用來吸引投資者的青睞。
現代工業化的甲醇製備生產方式早已經是直接從一氧化碳,二氧化碳和氫的一個催化反應。
只不過添加一些環保概念,以及減碳議題,再搭配太陽能題材。
題目雖然不錯,不過相對的投資成本也非常高,產出效率卻遠低於工業化生產,
如果說這種燃料比一公升汽油貴三倍,不知道誰會去買?
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