211service.com
CO2 pārstrādātāja demonstrēšana
Pētnieki Sandia National Laboratories ir veiksmīgi demonstrējuši mašīnas prototipu, kas izmanto saules enerģiju, lai pārvērstu ūdeni un oglekļa dioksīdu molekulārajos blokos, kas veido transporta degvielu. The Saule uz benzīnu sistēma galu galā varētu izrādīties praktisks veids, kā pārstrādāt CO₂ no spēkstacijām un rūpnieciskajām iekārtām benzīnā, dīzeļdegvielā un reaktīvo degvielā, pieņemot, ka process var kļūt vismaz divreiz efektīvāks nekā dabiskā fotosintēze.
Saule uz sintēzi: Šo prototipu, kas pazīstams kā CR5, izstrādāja Sandia pētnieki, lai pārvērstu oglekļa dioksīdu oglekļa oksīdā vai ūdeni ūdeņradi, izmantojot koncentrētu saules enerģiju. Oglekļa monoksīdu un ūdeņradi vēlāk var apvienot, lai iegūtu sintēzi, kas ir pamatelements lielākajai daļai transporta degvielu. Pirmais darba prototips, kas parādīts iepriekš, ir parādījis, ka process darbojas, taču tiek veikti centieni, lai to padarītu efektīvāku.
Vēl nesen sistēma tika apstiprināta tikai laboratorijā nelielās partijās. Šoruden veiksmīgi tika izmēģināta ar rokām būvēta demonstrācijas mašīna. Šis ir pirmais šāda veida prototips, ko mēs novērtējam, saka Sandia pētnieks Ričs Divers, ierīces izgudrotājs.
Īstermiņā mēs to redzam kā alternatīvu sekvestrācijai, saka Džeimss Millers, ķīmijas inženieris ar Sandia moderno materiālu laboratorija . Tā vietā, lai vienkārši sūknētu CO2 pazemē pastāvīgai uzglabāšanai, Millers saka, saules bagātīgo enerģiju var izmantot, lai panāktu reverso sadegšanu, kas būtībā pārvērš oglekļa dioksīdu atpakaļ par degvielu. Tā ir produktīva CO2 izmantošana, ko varat iegūt no ogļu rūpnīcas, alus darītavas un līdzīgiem koncentrētiem avotiem.
Cilindriskā metāla mašīna, ko sauc par Counter-Rotating-Ring Receiver Reactor Recuperator (CR5), balstās uz koncentrētu saules siltumu, lai izraisītu termoķīmisko reakciju ar dzelzi bagātā kompozītmateriālā. Materiāls ir izstrādāts, lai atbrīvotos no skābekļa molekulas, kad tas tiek pakļauts lielam karstumam, un pēc tam izgūtu skābekļa molekulu, kad tā atdziest.
Mašīna ir veidota ar kameru katrā pusē. Viena puse ir karsta, otra vēsa. Caur centru skrien 14 frisbijam līdzīgu gredzenu komplekts, kas griežas ar vienu apgriezienu minūtē. Katra gredzena ārējā mala ir veidota no dzelzs oksīda kompozīta, ko atbalsta cirkonija matrica. Zinātnieki izmanto saules koncentratoru, lai uzsildītu vienas kameras iekšpusi līdz 1500 ºC, izraisot dzelzs oksīda noņemšanu vienā gredzena pusē no skābekļa molekulām. Kad gredzena skartā puse pagriežas uz pretējo kameru, tā sāk atdzist un tiek iesūknēts oglekļa dioksīds. Šī dzesēšana ļauj dzelzs oksīdam no CO₂ nozagt skābekļa molekulas, atstājot oglekļa monoksīdu. Process tiek nepārtraukti atkārtots, pārvēršot ienākošo CO2 padevi par izejošo oglekļa monoksīda plūsmu.
Millers saka, ka to pašu procesu var izmantot ūdeņraža ražošanai, vienīgā atšķirība ir tāda, ka otrajā kamerā tiek iesūknēts ūdens, nevis oglekļa dioksīds. Abas atsevišķi iegūtās gāzes – ūdeņradis un oglekļa monoksīds – pēc tam tiek sajauktas kopā, lai iegūtu sintēzi, ko var izmantot, lai aizstātu tradicionālās degvielas, saka Millers.
Ūdenslīdējs sākotnēji izstrādāja mašīnu, paturot prātā ūdeņraža ekonomiju. Ideja bija izvairīties no elektrolīzes neefektivitātes un tā vietā uzbūvēt saules siltuma dzinēju, kas varētu tieši ražot ūdeņradi un skābekli, kā starpnieku izslēdzot elektrību. Tā ir pieeja, ko izmanto arī pētnieki Japānā, Francijā un Vācijā.
Taču Sandia komanda drīz saprata, ka tas pats process var pārvērst CO2 par oglekļa monoksīdu. Pat ja ūdeņraža ekonomika neattīstījās, viņiem joprojām bija veids, kā padarīt degvielu, no kuras mēs šodien esam atkarīgi, tādā veidā, kas ierobežo ogļu un dabasgāzes sadedzināšanas ietekmi uz elektroenerģiju un citiem rūpnieciskiem procesiem.
Ūdenslīdējs saka, ka tagad izaicinājums ir uzlabot sistēmas efektivitāti. Ja Sandia komanda spēs demonstrēt augstāku efektivitāti, tas varētu būt nozīmīgs solis uz priekšu, sacīja Vladimirs Krstičs , Uzlabotas keramikas un nanomateriālu ražošanas centra direktors Karalienes Universitātē Kingstonā, Ontario.
Zinātnieki lēš, ka paies 15 līdz 20 gadi, līdz tehnoloģija būs gatava laišanai tirgū. Tikmēr mērķis ir ik pēc trim gadiem izstrādāt jaunas paaudzes prototipu, kas liecina par saules enerģijas pārveides kurināmā efektivitātes pieaugumu un izmaksu samazināšanos. Daļa no tā nāks, izstrādājot jaunus keramikas kompozītmateriālus, kas atbrīvo skābekļa molekulas zemākā temperatūrā, ļaujot vairāk saules enerģijas pārvērst ūdeņradi vai oglekļa monoksīdā.
Mūsu īstermiņa mērķis ir panākt dažu procentu efektivitāti, saka Millers. Tas varētu šķist mazs skaitlis, taču mums patīk to salīdzināt ar fotosintēzi, kas patiesībā ir ļoti neefektīvs saules gaismas izmantošanas veids.
Viņš saka, ka teorētiskā maksimālā fotosintēzes efektivitāte ir aptuveni 5 procenti, bet reālajā pasaulē tai ir tendence samazināties līdz aptuveni 1 procentam. Tāpēc mēs, iespējams, sākam ļoti zemu, taču mēs vēlētos to paturēt kontekstā ar to, kas mums ir jāpārspēj. Galu galā mēs uzskatām, ka mums ir jāsasniedz 10 procenti saules gaismas un degvielas, un mēs esam tālu no tā.