בתיאוריה, אפשר ליצור דלק סילוני מכלום, ממים, CO2 ואנרגיה מהשמש, אבל לעשות זאת מחוץ למעבדה הוכיח את עצמו כמאתגר. כעת חוקרים יצרו את המערכת המשולבת המלאה הראשונה המסוגלת לעשות זאת בקנה מידה בשטח.
תעופה אחראית לכחמישה אחוזים מפליטות גזי החממה העולמיות, והוכח כי קשה מאוד לשחרר אותה. בעוד שמגזרים אחרים הסתמכו על חשמול כדי לעבור מדלקים מאובנים למקורות אנרגיה מתחדשים, אילוצי המשקל המחמירים של התעופה הופכים את ההסתמכות על כוח הסוללה לבלתי אפשרית בכל עת בעתיד הקרוב.
ישנה הסכמה גוברת שכל נתיב מציאותי להפחתת פחמן של תעופה עד אמצע המאה הזו ידרוש שימוש בדלקים בר-קיימא "דרופ-אין", המתייחס לדלקים הפועלים עם מנועי סילון קיימים ותשתיות תדלוק. ההיגיון הוא שכל מקור כוח חלופי כמו סוללות, נוזל הידרוגנציה, או אמוניה נוזלית תדרוש רמות לא מציאותיות של השקעה במטוסים חדשים ומערכות אחסון והפצה של דלק.
חוקרים חוקרים מגוון רחב של גישות לייצור דלק תעופה בר קיימא. הנפוץ ביותר כיום כרוך ביצירת נפט על ידי תגובה של שמנים מן החי או הצומח עם מימן. הגישה מבוססת היטב, אך ישנם מקורות מתחדשים מוגבלים של חומרי הזנה הללו וקיימת תחרות מביודיזל ממגזר הרכב.
גישה מתפתחת כוללת יצירת דלק על ידי שילוב ישיר של ירוק הידרוגנציה עם פחמן חד חמצני המופק מ-CO2 שנלכד. זה הרבה יותר מאתגר מכיוון שכל השלבים המעורבים - אלקטרוליזה של מים ליצירת מימן ירוק, לכידת CO2 מהאוויר או ממקורות תעשייתיים, הפחתת CO2 לCO ושילובם ליצירת נפט - משתמשים בהרבה אנרגיה.
היתרון הוא שחומרי הגלם נמצאים בשפע, כך שמציאת דרך להפחית את דרישות האנרגיה עשויה לפתוח את הדלת למקור חדש בשפע של דלקים בר-קיימא. מפעל חדש המשתמש במערך של מראות כדי לכוון את אור השמש לעבר כור סולארי על גבי מגדל יכול להיות גישה מבטיחה.
"אנחנו הראשונים להדגים את כל שרשרת התהליכים התרמוכימיים ממים ו-CO2 ועד נפט במערכת מגדלים סולאריים משולבים לחלוטין", אלדו סטיינפלד מ-ETH ציריך, שהוביל את המחקר, אמר בהודעה לעיתונות. "מפעל דלק מגדל סולארי זה הופעל במערך הרלוונטי ליישום תעשייתי, ומציב אבן דרך טכנולוגית לקראת ייצור דלק תעופה בר קיימא."
המתקן, המתואר בא נייר פנימה ג'אוּל, כולל 169 לוחות רפלקטיביים העוקבים אחר השמש המכוונים מחדש ומרכזים את אור השמש לתוך הכור הסולארי הניצב על גבי מגדל בגובה 49 רגל. מים ו-CO2 נשאבים לתוך הכור הסולארי, המכיל מבנה נקבובי העשוי מצריה, תחמוצת של מתכת אדמה נדירה צריום.
ה-ceria עוזר להניע תגובת חיזור המרחיקה חמצן מהמים ו-CO2 כדי ליצור תערובת של פחמן חד חמצני ומימן המכונה סינגז. ה-ceria אינו נצרך בתהליך זה וניתן לעשות בו שימוש חוזר, בעוד שעודפי החמצן פשוט משתחררים לאטמוספירה. גז הסינט נשאב במורד המגדל לממיר גז לנוזל, שם הוא מעובד לדלק נוזלי המכיל 16 אחוז נפט ו-40 אחוז סולר.
על ידי שימוש בחום השמש כדי להניע את התהליך כולו, ההתקנה מספקת דרך לעקוף את דרישות החשמל הרבות של גישות קונבנציונליות יותר. עם זאת, החוקרים מציינים כי היעילות של המערכת שלהם עדיין נמוכה יחסית. רק ארבעה אחוזים מאנרגיית השמש שנלכדה הומרו לאנרגיה כימית בגז סינת, למרות שהם רואים דרך להגדיל את זה למעל 15 אחוז.
רמות הייצור הכוללות גם הן רחוקות ממה שיידרש כדי לעשות חיל בדרישות הדלק של תעשיית התעופה. למרות שהמתקן תופס מקום שווה ערך לחניון קטן, הוא הצליח לייצר רק קצת יותר מ-5,000 ליטר גז סינת תוך 9 ימים. בהתחשב שרק 16 אחוזים מזה הוסבו לנפט, הטכנולוגיה תצטרך להגדיל במידה ניכרת.
אבל זו ההדגמה הגדולה ביותר של שימוש באור שמש ליצירת דלקים בני קיימא עד כה, וכפי שהחוקרים מציינים, המבנה מציאותי מבחינה תעשייתית. עם שינויים נוספים והשקעה רבה, זה יכול יום אחד להציע דרך מבטיחה לוודא שהטיסות שלנו פחות מעמיסות על הסביבה.
קרדיט תמונה: ETH ציריך
