只需陽光、二氧化碳與水即可產生燃料,新型家用屋頂型系統登場

作者 | 發布日期 2021 年 11 月 05 日 17:38 | 分類 太陽能 , 能源科技 Telegram share ! follow us in feedly


碳排放可以說是全球暖化禍首,因此除了降低二氧化碳、溫室氣體排放,也需要減少大氣中的二氧化碳量,最近德國科學團隊便研發出「多功能屋頂能源系統」,利用陽光,將空氣中的水分與二氧化碳轉換成可用來發電的「合成氣」燃料。

合成氣類似現在常見的碳氫燃料,一般指一氧化碳與氫氣混合的燃料氣體,但可以透過生質能、再生能源與大氣中的二氧化碳來製造,主要用途為發電,也可用來生產藥品、塑膠、肥料等。

蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zürich)現在則瞄準這種碳中和燃料,正開發住宅可以用的能源系統,只要有陽光和空氣,就可以生產出家用燃料。

其中系統包括空氣直接捕碳設備、太陽能氧化還原系統與一個 Gas-To-Liquid (GTL)三點設備,首先吸入空氣後,再將抽出的二氧化碳與水運輸到第二個設備,利用聚光型太陽能設備會將陽光以 3,000 倍的係數聚焦到太陽能反應器上,產生 1,500 °C 的高溫,最後內部的二氧化鈰陶瓷結構會吸收空氣中的氧氣,產生氫氣和一氧化碳,也就是合成氣。

最終合成氣會輸送到第三個設備,轉化為煤油或甲醇等液態碳氫燃料。為了證明概念可行,研究員已經在建築屋頂上建置 5,000 瓦小型先導系統,每天日照時數約 7 小時,每天能夠生產 32 毫升甲醇。

雖說量著實不多,但該團隊表示,若擴大到工業規模,像是聚光型太陽能電廠等大型工廠,團隊計算指出,若有 10 座可以收集 100MW 太陽輻射的工廠,每天可以生產 95,000 升燃料,足以讓一架 A350 空中巴士從倫敦到紐約往返一趟。

但為了為了滿足航空燃料全部需求,需要 45,000 平方公里的太陽能發電廠,光是這些電廠的前期成本,就會讓這些燃料比傳統化石燃料還要貴上許多,不幸的是,建立這些工廠的高昂前期成本會使這些燃料比它們正在替代的化石燃料更昂貴,還需要再進一步提高效率。

(首圖來源:ETH Zürich