Combustibil pentru motor alimentat cu energie solară din apă și dioxid de carbon

Profesorul Aldo Steinfeld, cercetător și echipă la Colegiul Tehnic din Zurich (ETH Zurich), Institutul Paul Scherer (PSI) și Institutul de Tehnologie din California (Caltech), a reușit să producă combustibil pentru motor alimentat cu energie solară din apă și dioxid de carbon. În acest scop, a fost dezvoltat un reactor solar în care radiația solară concentrată alimentează un proces termochimic stabil și rapid.

Echipa de cercetare a reușit să dezvolte un nou proces care transformă apa (H2O) și dioxidul de carbon (CO2) într-un amestec de hidrogen (H2) și monoxid de carbon (CO). Acest amestec se numește Syngas (gaz sintetic) și poate fi utilizat ca produs de pornire pentru benzină, kerosen și alți combustibili lichizi.

Ideea este de a descompune termochimic apa și dioxidul de carbon într-un ciclu metaloxid-redox în două etape. Ca prim pas, lumina soarelui este condusă în interiorul reactorului printr-o deschidere acoperită cu sticlă de cuarț. În interiorul reactorului se află un cilindru de oxid de ceriu, care este redus la 1500 ° C. Oxidul de ceriu eliberează apoi atomi de oxigen din structură. În a doua etapă, oxidul de ceriu redus este reacționat cu vapori de apă și dioxid de carbon la 900 ° C. Apoi, moleculele de apă și dioxid de carbon se descompun. Atomii de oxigen eliberați sunt integrați în structura materialului, astfel încât oxidul de ceriu își recapătă starea inițială și devine adecvat pentru începerea unui alt proces. Ceea ce rămâne este H2 pur și CO, adică Syngas.

Oamenii de știință au testat prototipul de 2000 W într-un laborator PSI cu un simulator solar puternic luminos. Eficiența conversiei este în prezent de 0,8%. Cu toate acestea, cercetătorii spun că este încă cu 2 ordine de mărime mai mari decât procesele tradiționale de descompunere fotocatalitică a CO2. Totuși, conform simulărilor termodinamice, se poate obține și o eficiență de 19%. Testele efectuate până în prezent arată că oxidul de ceriu poate efectua mai mult de 500 de cicluri fără pierderea eficienței.

Profesorul Steinfeld și echipa sa de cercetare lucrează în prezent pentru a optimiza reactorul pentru dimensiunile industriale până în 2020, adică pentru a putea produce Syngas sub forma unui turn de reactor solar în megawați.