В Калифорнийском институте создали устройство на солнечной энергии, превращающее солнечный свет в реактивное топливо

Ученые из Калифорнийского технологического института разработали новое устройство на солнечной энергии, которое однажды сможет помочь производить реактивное топливо, не добавляя при этом лишнего углерода в атмосферу.

По мере роста спроса на энергию и усугубления проблемы изменения климата поиск более чистых источников энергии становится все более актуальным, особенно в таких областях, как авиация, где по-прежнему широко используется углеродное топливо. Чтобы решить эту проблему, исследовательская группа из Калифорнийского технологического института совместно с Liquid Sunlight Alliance (LiSA) Министерства энергетики США создала небольшое устройство, которое использует солнечный свет, а не ископаемое топливо или электричество, для выработки тепла для производства реактивного топлива. Это устройство, называемое фототермокаталитическим реактором, улавливает солнечный свет и превращает его в тепло для обеспечения химической реакции, необходимой для создания топлива.

Особенностью этой системы является ее селективный солнечный поглотитель — деталь, предназначенная для поглощения как можно большего количества солнечного света, не допуская при этом потери тепла.

Для этого команда построила слоистую структуру, используя такие материалы, как кремний, германий, золото и серебро. Каждый слой играет определенную роль, и вместе они помогают системе нагреваться достаточно, чтобы проводить химические реакции, используя только солнечный свет.

Кварцевое окно сверху пропускает солнечный свет, а вакуумный слой помогает удерживать тепло. При нормальных условиях поглотитель может достигать температуры до 130°C и до 249°C при полном солнечном свете — достаточно для проведения полезных химических процессов.

В своем эксперименте команда Калифорнийского технологического института использовала устройство для проведения олигомеризации этилена — реакции, в ходе которой небольшие молекулы углеводородов превращаются в более длинные.

Эти более длинные цепи, называемые алкенами, похожи на те, что содержатся в реактивном топливе. До сих пор для такого рода реакции обычно требовалось тепло от сжигания ископаемого топлива. Но эта новая система смогла сделать это, используя только солнечную энергию.

Интересно, что хотя в этом исследовании использовался этилен, полученный из ископаемого топлива, команда недавно показала, что этилен можно производить из углекислого газа (CO₂), воды и солнечного света. Это означает, что в будущем и исходные материалы, и необходимая энергия могут поступать из возобновляемых источников, что делает процесс по-настоящему углеродно-нейтральным.

Эта система не нуждается в дорогостоящем оборудовании для слежения за солнцем, которое перемещает панели вслед за солнцем. Вместо этого реактор работает в фиксированном положении, что делает его более дешевым и простым в использовании в большем количестве мест. Если эту технологию удастся масштабировать, она может помочь авиационной отрасли сделать большой шаг к сокращению своего углеродного следа — используя только солнечный свет и интеллектуальную науку.

Читайте также: