理論的には、水、CO2、太陽からのエネルギーだけからジェット燃料を作ることは可能ですが、実験室の外でそれを行うことは困難であることが証明されています。 現在、研究者は、現場で大規模にそれを行うことができる最初の完全に統合されたシステムを作成しました。
航空は世界の温室効果ガス排出量の約XNUMX％を占めており、脱炭素化は頑固に難しいことが証明されています。 他のセクターは化石燃料から再生可能エネルギー源に切り替えるために電化に依存してきましたが、航空の厳しい重量制約により、近い将来いつでもバッテリー電源に依存することは不可能になります。
今世紀半ばまでに航空を脱炭素化する現実的なルートでは、持続可能な「ドロップイン」燃料の使用が必要になるというコンセンサスが高まっています。これは、既存のジェットエンジンや燃料インフラストラクチャで機能する燃料を指します。 論理は、バッテリー、液体などの代替電源です 水素化、または液体アンモニアは、新しい航空機および燃料の貯蔵および分配システムへの非現実的なレベルの投資を必要とします。
研究者たちは、持続可能な航空燃料を作るためのさまざまなアプローチを調査しています。 今日最も一般的なのは、動物油または植物油を水素と反応させて灯油を作ることです。 このアプローチは十分に確立されていますが、これらの原料の再生可能な供給源は限られており、自動車セクターのバイオディーゼルとの競争があります。
新たなアプローチには、グリーンを直接組み合わせて燃料を作ることが含まれます 水素化 捕捉されたCO2に由来する一酸化炭素を含む。 これは、水を電気分解して緑色の水素を生成し、空気または産業源からCO2を回収し、CO2をCOに還元し、それらを組み合わせて灯油を生成するなど、関連するすべてのステップで多くの作業を行うため、はるかに困難です。 エネルギー.
利点は、原材料が豊富であるため、エネルギー要件を削減する方法を見つけることで、持続可能な燃料の豊富な新しい供給源への扉を開くことができるということです。 ミラーの配列を使用して太陽光をタワー上部のソーラーリアクターに向ける新しいプラントは、有望なアプローチになる可能性があります。
「私たちは、完全に統合されたソーラータワーシステムで、水とCO2から灯油までの熱化学プロセスチェーン全体を初めて実証しました」と、研究を主導したETHチューリッヒのAldoSteinfeldは次のように述べています。 プレスリリースで述べています。 「このソーラータワー燃料プラントは、産業の実装に関連する設定で運用され、持続可能な航空燃料の生産に向けた技術的なマイルストーンを設定しました。」
で説明されている施設 紙の ジュール, 高さ169フィートのタワーの上にあるソーラーリアクターに太陽光を向け直して集中させる49個の太陽追跡反射パネルを備えています。 水とCO2は、希土類金属セリウムの酸化物であるセリアでできた多孔質構造を含むソーラーリアクターに送り込まれます。
セリアは、水とCO2から酸素を取り除き、合成ガスとして知られる一酸化炭素と水素の混合物を生成する酸化還元反応を促進するのに役立ちます。 セリアはこのプロセスでは消費されず、再利用できますが、過剰な酸素は単に大気中に放出されます。 合成ガスはタワーからガスから液体へのコンバーターにポンプで送られ、そこで16パーセントの灯油と40パーセントのディーゼルを含む液体燃料に処理されます。
太陽の熱を使用してプロセス全体を駆動することにより、セットアップは、従来のアプローチのかなりの電力需要を回避する方法を提供します。 ただし、研究者は、システムの効率がまだ比較的低いことに注目しています。 捕獲された太陽エネルギーのわずか15％が合成ガスで化学エネルギーに変換されましたが、それをXNUMX％以上に増やす方法が見られます。
全体的な生産レベルも、航空業界の燃料需要に打撃を与えるために必要とされるものからは遠い道のりです。 小さな駐車場に相当するスペースを占める施設にもかかわらず、5,000日間で9リットル強の合成ガスしか生産できませんでした。 その16％だけが灯油に変換されたことを考えると、技術はかなりスケールアップする必要があります。
しかし、これはこれまでのところ、太陽光を使用して持続可能な燃料を作成する最大規模のデモンストレーションであり、研究者が指摘しているように、セットアップは産業的に現実的です。 さらなる調整と多くの投資により、これはいつの日か私たちのフライトが環境への負担を軽減することを確実にするための有望な方法を提供するかもしれません。
画像クレジット：ETHチューリッヒ
