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2021年11月26日 | 替代能源迎革命？瑞士研究团队发明“空气变燃料”系统
2021-11-26 来源：参考消息网
中国储能网讯：参考消息网11月25日报道据西班牙《阿贝赛报》网站11月4日报道，我们越来越习惯于电动汽车、太阳能电池板和更清洁的能源。然而，较重的交通工具，如飞机或轮船——目前占人类活动二氧化碳排放总量的8%——仍然需要碳氢化合物燃料，因为真正有效的推进系统还没有被设计出来。
现在这种情况可能被颠覆。因为一个瑞士研究小组发明并测试了一种方法，可以利用二氧化碳、水和阳光制造燃料，也就是说，从空气中制造燃料。这一成果日前发表在《自然》杂志上。
有些替代能源不如风能或太阳能等其他传统能源那么出名，但在短期内可能非常有用，例如合成燃料。它是一种由二氧化碳和氢气制造的零排放燃料。因为这两种元素结合，借助阳光的力量，产生了碳氢化合物链，可以转化为适用于汽车、卡车、飞机或轮船等内燃机的燃料。多年来，这一切都已为人所知；然而，科学家们还没有设法制造出可以利用这种合成技术的高效设备。
这就是来自瑞士苏黎世联邦理工学院的阿尔多·施泰因费尔德团队一直致力于研究的。实际上，他的系统“重新发明”了光合作用的自然过程：植物吸收大气中的二氧化碳和水，并利用阳光提供能量，将这些原材料转化为有机分子。这就是施泰因费尔德团队研发出的系统原型的工作原理，该过程分为三个阶段。
首先，该设备从大气中吸收二氧化碳和水并将其储存起来。随后与一块玄武岩接触，后者吸收了不需要的碳——随着时间的推移，它会变成固体。第二步涉及太阳能，它加热一种叫做氧化铈的材料，当它达到一定温度时，会与二氧化碳和水发生反应。与二氧化碳的反应产生一氧化碳，并从水中产生氢气。在这两种情况下，副产品（或废物）都是氧气，它被排放到大气中而不会产生负面影响。剩下的——这个过程将继续——是一氧化碳和氢气的混合物，称为合成气，用于制造柴油等许多东西。
最后一部分是将合成气转化为有机分子。对于构成喷气燃料的碳氢化合物，工业化学家通常会采用所谓的费托合成过程，即用于生产汽油、煤油或柴油等液态碳氢化合物的化学过程。但是施泰因费尔德团队选择了另一种方法来制造甲醇而不是上述碳氢化合物。
“到目前为止，太阳能燃料生产过程中的各个步骤都已得到证明。然而，在现实世界条件下实施完整和优化的系统一直具有挑战性，”专家指出。
该团队研发的系统原型安装在ETH机器实验室大楼的屋顶上。据称，该设备平均每天每工作7小时就能生产32毫升纯甲醇，这个数量不大，“但这证明该系统是可行的”。粗略计算表明，要用合成材料取代目前的全部燃料量需要4.5万平方公里的土地。
专家团队承认，第一批工厂的初始投资成本“将超过它必须取代的化石煤油的成本”。因此，他们要求“政策支持，允许广泛部署这些燃料，从而减少污染物”。换句话说，从长远来看，投资补助是为了获得一种新的更清洁的燃料。毫无疑问，这将为需要它们的新世界提供新的替代方案。（编译/韩超）
史海拾趣
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