Uređaj koji usisava molekule ugljika i vode iz zraka i pretvara ih u kerozin, benzin ili dizel

Zrakoplovstvo i brodarstvo trenutačno pridonose približno 8% ukupnih emisija ugljičnog dioksida koje se pripisuju ljudskoj aktivnosti. Alternativni izvor goriva koji obećava jesu naizmjenična goriva, sintetičke inačice tekućih ugljikovodika dobivenih iz nafte (na primjer kerozin, benzin ili dizel) napravljene od vode i ugljičnog dioksida uz pomoć sunčeve energije. 

Ugljično neutralna tehnologija

Istraživači sa švicarskog federalnog instituta za tehnologiju ETH Zürich razvili su uređaj koji usisava molekule ugljika i vode iz zraka i pretvara ih u kerozin, benzin ili dizel, gađajući ih visokokoncentriranom sunčevom svjetlošću kako bi se dobio sintetski plin (mješavina ugljičnog monoksida i vodika) koji se može pretvoriti u goriva.

Trodijelni sustav koji su osmislili švicarski istraživači
Trodijelni sustav koji su osmislili švicarski istraživači

Ova tehnologija u biti je ugljično neutralna jer količina CO2 koji se oslobađa izgaranjem goriva nije veća od CO2 koji se uklanja iz atmosfere kako bi se proizveo. 

Istraživači su već uspjeli proizvesti 32 mililitra metanola u sedmosatnoj demonstraciji koja pokazuje tehničku održivost njihovog procesa proizvodnje solarnog goriva. Kako funkcionira ovaj sustav pojašnjeno je u časopisu Nature. Rad bi mogao utrti put prema proizvodnji ugljikovodičnih goriva neutralnih ugljikohidrata, ali za to je potrebna značajna optimizacija i proširenje procesa.

Solarni sustav smješten je na krovu sveučilišnog laboratorija u Zürichu
Solarni sustav smješten je na krovu sveučilišnog laboratorija u Zürichu

Trodijelni sustav

Aldo Steinfeld i suradnici opisuju solarni sustav goriva, smješten na krovu laboratorija, koji se sastoji od tri dijela: jedinica za izravno hvatanje zraka izvlači ugljični dioksid i vodu iz okolnog zraka; solarna redoks jedinica koristi sunčevu energiju za pretvaranje ugljičnog dioksida i vode u smjesu ugljičnog monoksida i vodika (singas); jedinica plin-tekućina pretvara singas u tekuće ugljikovodike ili metanol. 


Eksperimentalni sustav radi uspješno i stabilno pod povremenim sunčevim zračenjem, proizvodeći 32 mililitra metanola u tipičnom 7-satnom radu, što pokazuje tehničku održivost procesa proizvodnje solarnog goriva.

Cerijev oksid
Cerijev oksid

Skupo, ali isplativo

Autori su izradili i shemu za skaliranje sustava koja bi potencijalno mogao zadovoljiti globalnu potražnju za potrošnjom kerozina u zrakoplovstvu, a riječ je o 414 milijardi litara 2019. godine. Procjenjuju da bi ukupna površina zemljišta na kojima bi se nalazila postrojenja za proizvodnju solarnog goriva iznosila 45.000 km2, što je ekvivalentno oko 0,5% površine pustinje Sahare. 

Istraživači su uspjeli proizvesti 32 mililitra metanola u sedmosatnoj demonstraciji koja pokazuje tehničku održivost procesa
Istraživači su uspjeli proizvesti 32 mililitra metanola u sedmosatnoj demonstraciji koja pokazuje tehničku održivost procesa

Međutim, takva goriva proizvedena u prvoj generaciji komercijalnih solarnih elektrana bila bi skuplja od fosilnog kerozina koji bi trebali zamijeniti. S obzirom na visoke početne investicijske troškove, potrebne za postavljanje postrojenja za proizvodnju solarnog goriva, potrebna je podrška politike kako bi se omogućila široka primjena ovih goriva što bi dovelo do istodobnog smanjenja troškova, zaključuju autori.