如何利用空气制造航空燃料

据美国《科学新闻》双周刊网站7月26日报道，航空燃油现在可以从空气中“抽取”，或者至少在西班牙莫斯托莱斯是这样。那里的研究人员证明，能够通过一种户外系统生产煤油，用作航空燃料，该系统使用三种简单的成分——阳光、二氧化碳和水蒸气。

 

报道说，研究人员在7月20日的《焦耳》杂志上报告说，由太阳能产生的煤油可以取代由石油产生的航空燃料，并有助于稳定温室气体排放。

 

瑞士苏黎世联邦理工学院的工程师奥尔多·斯坦菲尔德说，燃烧由太阳能产生的煤油会释放二氧化碳，但二氧化碳的排放量与制造煤油所使用的二氧化碳量相同。“这让这种燃料碳平衡，特别是如果我们使用直接从空气中捕获的二氧化碳的话。”

 

煤油是航空业的首选燃料，而航空业会带来较多的温室气体排放。美国亚利桑那州立大学的化学物理学家埃伦·施特歇尔说，找到可持续的替代品是困难的，尤其是对长途航空来说，因为煤油含有大量能量。施特歇尔并未参与这项研究。

 

2015年，斯坦菲尔德及其同事在实验室中合成了由太阳能产生的煤油，但没有人在野外完全用一个单一系统生产出这种燃料。因此，斯坦菲尔德及其团队在15米高的一个塔顶放置了169面太阳追踪镜，反射和聚焦太阳辐射到一个太阳能反应器中。这个反应器有一个可以让光线照进来的窗口、提供二氧化碳和水蒸气的通道以及用于催化化学反应的材料——多孔二氧化铈。

 

当受到太阳辐射加热时，二氧化铈在反应器中与二氧化碳和水蒸气反应，产生合成气——一种氢气和一氧化碳的混合物。然后，合成气通过管道输送到塔底，在那里，机器将其转化为煤油以及其他碳氢化合物。

 

在历时9天的运行过程中，研究人员发现，该塔将使用的太阳能的约4%转化为约5191升合成气，用于合成煤油和柴油。斯坦菲尔德说，这个装置每天产生了约一升煤油。

 

施特歇尔说：“这是一个重要的里程碑。”尽管要让这项技术对工业有用，效率还需要得到提高。举例来说，一架波音747客机在起飞和上升到巡航高度期间大约消耗1.9万升燃料。研究人员说，回收系统未使用的热量，再加上改善二氧化铈的吸热能力，可以提升该塔的效率，令其在经济上切实可行。