Los ingenieros de ETH Zurich han demostrado un sistema piloto que puede producir combustibles a partir de la luz solar y el aire. El dispositivo captura dióxido de carbono y agua de la atmósfera y utiliza energía solar para convertirlo en gas de síntesis, que luego se convierte en combustible líquido que es esencialmente carbono neutral.
Con una comprensión más clara del daño causado por las emisiones humanas de dióxido de carbono, se está trabajando mucho para hacer la transición hacia vehículos eléctricos, energía de hidrógeno, celdas de combustible y otras formas sostenibles de energía. Sin embargo, estos avances requerirán grandes cambios en la infraestructura existente, lo que puede ralentizar su implementación.
En el nuevo estudio, los investigadores de ETH Zurich desarrollaron y probaron un nuevo sistema que puede producir estos combustibles directos utilizando solo luz solar y aire. El combustible resultante es neutro en carbono, y cuando se quema solo libera tanto dióxido de carbono como su producción se eliminó del aire originalmente.
El sistema consta de tres unidades: una unidad de captura directa de aire, una unidad solar redox y una unidad de gas a líquido. La primera sección aspira aire ambiental y utiliza la adsorción para extraer el dióxido de carbono y el agua. Luego, estos se canalizan a la segunda unidad, donde se aprovecha la energía solar para desencadenar reacciones químicas.
Un concentrador parabólico enfoca la luz solar por un factor de 3.000 en el reactor solar, creando temperaturas de 1.500 ° C (2.732 ° F). Dentro del reactor hay una estructura de cerámica hecha de óxido de cerio, que absorbe oxígeno del dióxido de carbono y el agua entrantes, produciendo hidrógeno y monóxido de carbono – gas de síntesis .
El gas de síntesis en sí podría recolectarse para su uso, o puede canalizarse a la tercera unidad, donde se convierte en combustibles de hidrocarburos líquidos como queroseno o metanol.
Para probar el concepto, los investigadores instalaron un pequeño sistema piloto de 5 kW en el techo de un edificio. Funcionando durante siete horas al día con luz solar intermitente, el dispositivo pudo producir 32 ml (1,1 oz) de metanol cada día.
Eso no es mucho, pero el equipo dice que muestra que el concepto funciona y podría ampliarse a la producción comercial. Una planta a gran escala podría parecerse a una planta de energía solar térmica, con un campo de concentradores que enfocan la luz solar en una torre central. El equipo calcula que una planta que utilice 10 de estos campos, cada uno de los cuales recolecte 100 MW de energía solar radiativa, podría producir 95.000 L (25.000 galones) de queroseno por día. Eso es suficiente para conseguir un Airbus A350 de Londres a Nueva York y viceversa.
Para cubrir toda la demanda de queroseno en la aviación, el equipo calcula que se necesitarían alrededor de 45.000 km2 (17.375 millas cuadradas) de plantas solares. Desafortunadamente, los altos costos iniciales para instalar estas plantas harían que estos combustibles sean más caros que los combustibles fósiles que están reemplazando, por lo que se necesitarían subsidios y apoyo para despegar, lo que puede limitar su viabilidad.
La investigación fue publicada en la revista Nature . Haga un recorrido por el sistema en el video a continuación.
New Atlas. (2021h, noviembre 3). Rooftop system converts CO2, water and sunlight into kerosene. Recuperado 3 de noviembre de 2021, de https://newatlas.com/energy/synthetic-fuel-solar-kerosene/