Výroba leteckého paliva ze světla a vzduchu

Produkce emisí je v současnosti velké téma a má velký vliv na skleníkový efekt a globální oteplování. Toto bylo i hlavním tématem nedávné konference v Glasgow. kde se řešilo zamezení stálému oteplování planety a zavedení potřebných opatření pro dosažení tohoto cíle. Mnoho výzkumných týmů se proto snaží vyvinout alternativní palivo, které by mělo minimální uhlíkovou stopu a snížilo tím emise produkované průmyslem a dopravou.

Se zajímavým nápadem přišli vědci z vysoké školy ve švýcarském Zürichu. Ti sestavili celý termochemický řetězec, který zachytává vodu a oxid uhličitý ze vzduchu, jež následně využitím solární energie syntetizuje na pohonné hmoty. Systém se skládá ze tří sériově zapojených konverzních jednotek. První zachytává vodu a CO2 přímo z okolního vzduchu. Druhá v řadě přeměňuje vstupní látky na syngas, což je směs CO a H2. A nakonec poslední mění syntézní plyn na kapalné uhlovodíky. Těmi mohou být například metanol nebo letecký petrolej.

K zachytávání slunečního svitu byl využit modulární solární systém o výkonu 5 kW. Pro dosažení reálných podmínek jej zkušebně provozovali na střeše budovy strojní laboratoře v centru města. A nyní, po dvou letech, výsledky představují veřejnosti.

Uhlíková neutralita výhodou, nízká účinnost nevýhodou

Proces je výhodný v tom, že energii ke svému provozu bere pouze ze slunečního záření a výsledkem jsou uhlíkově neutrální paliva. Ta jsou navíc plně kompatibilní se stávající infrastrukturou pro skladování a distribuci pohonných hmot. Na druhou stranu velkou nevýhodou a prostorem pro vylepšení je velmi nízká účinnost. Ta se nyní pohybuje v maximech kolem 5,6 %. V segmentu solárního termochemického štěpení je to sice rekord, ale pro reálné využití jsou potřeba vyšší účinnosti.

Její zvýšení, ale není až tak velkým problémem. Zásadní je podle vědců rekuperace tepla mezi redoxními kroky termochemického cyklu, čímž se dá účinnost zvýšit až o 20 %. Dalšími kroky pro průmyslové využití je optimalizace struktury, například 3D tiskem, a celkové zvětšení systému. Rozhodující je i umístění. Tady velkou příležitost skýtá nevyužitá a neúrodná plocha pouští, kde je roční množství slunečního svitu velmi vysoké.