瑞士研太陽燃料系統

瑞士蘇黎世聯邦理工學院研究團隊日前研發出一種安裝在實驗室屋頂的太陽燃料系統，該系統由三個關鍵單元組成：一是直接空氣捕獲裝置，能從空氣中提取二氧化碳和水；二是太陽氧化還原裝置，能利用太陽能將二氧化碳和水轉換為一氧化碳和氫的混合物(合成氣)；三是氣轉液裝置，能將合成氣轉換為液態烴或甲醇。

隨着人類對二氧化碳排放造成的損害有了更全面的認識，目前有不少國家已啟動減排能源方案，逐漸過渡到電動汽車、氫氣發電、燃料電池和其他可持續的能源形式。然而，這些進展將需要對現有的基礎設施進行大的改變，這可能會減慢其實施進度。

研究團隊指出，合成燃料可能是一個不錯的解決方案。這些燃料是模仿目前的液體碳氫化合物燃料，但由可再生資源生產，如生物質、廢品或大氣中已有的碳。而且，由於它們取代或補充了化石燃料，它們可以被“放入”現有的發動機和基礎設施中。

在最新研究中，蘇黎世聯邦理工學院的研究人員開發並測試了一個新的系統，該系統可以只使用陽光和空氣來生產這些燃料。由此產生的燃料是碳中性的，燃燒時釋放的二氧化碳與生產時從空氣中去除的二氧化碳一樣多。該系統由三個單元組成，即一個是直接空氣捕獲裝置、一個是太陽能氧化還原裝置和一個是氣體變液體裝置。第一部分吸入環境空氣，並利用吸附作用將二氧化碳和水從其中抽出。然後，這些被輸送到第二個裝置，在那裡，太陽能被利用來觸發化學反應。

研究人員表示，一個拋物面聚光器將太陽光以三千倍的係數聚焦到太陽能反應器上，產生一千五百攝氏度的溫度。反應器內部是一個由氧化鈰製成的陶瓷結構，它從進入的二氧化碳和水中吸收氧氣，產生氫氣和一氧化碳的合成氣。合成氣本身可以被收集起來使用，或者可以被輸送到第三個裝置，在那裡它被轉化為液體碳氫化合物燃料，如煤油或甲醇。為了測試這個概念，研究人員在一棟大樓的屋頂上建立了一個五千瓦的小型試驗系統。

為了作進一步驗證，研究人員表示，該實驗系統能在間歇性太陽輻射下順利、穩定地運轉，在一天七小時的典型工作時間裡能產生卅二毫升的甲醇，驗證了太陽燃料生產流程的技術可行性。

研究團隊指出，這表明以上概念是可行的，可以擴大到商業生產。以上研究利用空氣和陽光製造燃料，或為生產碳中和的碳氫燃料鋪平道路，但生產流程仍需進行大量優化

和改進。

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