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合成太阳喷气燃料:利用阳光产生无限可再生煤油

2014-05-05 08:58
龙凰
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  自首次成功的合成出“太阳”喷气燃料之后,欧盟赞助的SOLAR-JET项目就成功的展示了利用太阳光、水和二氧化碳直接获得可再生煤油的整个生产链,航空制造业的未来正在进行一次潜移默化的革命。这个生产过程还具有其他潜力,或可以更可持续的方式,为交通应用领域产生其它类型的燃料,例如柴油、汽油或者纯氢等。

  从学术界到工业界的诸多著名研究机构,例如苏黎世联邦理工学院、“包豪斯航空”(Bauhaus-Luftfahrt)、德国宇航中心(Deutsches Zentrumfür Luft-und Raumfahrt,简称DLR)、ARTTIC和壳牌全球解决方案(Shell Global Solutions)等,都在探索集中太阳能源驱动的热化学途径。一种新型的太阳能反应堆技术已率先用于生产可持续的交通用液态烃类燃料。

  “日益增加的环境和供应安全问题导致航空业部门开始寻找可替代的燃料,它可以与现代的喷气燃料,也就是所谓的混入式溶剂,互相取代。”包豪斯航空项目协调人安德里亚斯. 希斯曼恩(Andreas Sizmann)博士这样说道。“随着首次对‘太阳’煤油的概念验证,SOLAR-JET项目朝真正研发可持续性的燃料迈出了重要的一步。”

  利用太阳光、水和二氧化碳直接获得可再生煤油的生产链示意图

  SOLAR-JET项目展示了一种革新性的过程工艺,主要是利用太阳光将二氧化碳和水转化为所谓的合成气(syngas),这是通过金属氧化物在高温下进行氧化还原反应来实现的。这种合成气是氢和一氧化碳的混合物,利用“费托工艺”(Fischer-Tropsch)可以将它转化成煤油。

  “太阳能反应堆技术具有更高的辐射传热和快速的反应动力学,这对于太阳能-燃料能量转换效率的极大化至关重要。”带领这项研究的教授、瑞士联邦理工学院的奥尔多?斯坦菲尔德(AldoSteinfeld)这样说道。

  虽然用于产生合成气的太阳能驱动的氧化还原反应仍处于研发的早期阶段,但在全球范围内,包括壳牌在内的很多公司已经就合成气加工成煤油的工艺进行相关部署。这一结合的途径具有很多潜力,它能够提供安全持续的可再生航天燃料供应,且更适用于交通应用。此外,费托工艺产生的煤油已经被批准用于商用航空。

  “利用集中的太阳能以产生液烃燃料,这是一个非常有趣的新颖渠道,”壳牌公司的汉斯?吉林斯(HansGeerlings)教授说。“尽管之前已经不同程度的演示了该过程的各个步骤,但尚未集合成一整套从头至尾的系统过程。我们期待与项目合作者通力合作,进一步推动项目下一个阶段的研发。”

  SOLAR-JET(可再生喷气燃料长期可用性的太阳能化学反应堆的论证与优化)项目发布于2011年6月,它得到了欧盟的资助,将持续4年时间。第一阶段证明了产生太阳能煤油的技术可行性。在项目的下一个阶段,科研合作者将最优化太阳能反应堆并评估工业规模实施的技术—经济潜力。SOLAR-JET的结果将推动欧盟位于利用集中太阳能源产生可持续性燃料的科研、创新和生产前沿。

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