A Kaliforniai Műszaki Egyetem (Caltech) kutatóinak új fejlesztése közelebb hozta a lehetőséget: egy napenergia-alapú termokémiai reaktor, amely képes repülőgép-üzemanyag előállítására.
A kutatócsoport által épített kis méretű reaktor különlegessége, hogy kizárólag napfényre támaszkodik: nem igényel elektromos áramot vagy fosszilis energiahordozókat a működéséhez.
A berendezés a napból érkező hőt használja fel kémiai reakciók beindítására, amelyek végül folyékony üzemanyagot eredményeznek – írta meg az Interesting Engineering. A rendszer működése során akár 249 °C-os hőmérsékletet is elér, ami elegendő ahhoz, hogy az etilén nevű vegyületet hosszabb szénláncú molekulákká alakítsa, ezek pedig a sugárhajtóművek egyik fő összetevői.
A légi közlekedésből és a hajózásból származó károsanyag-kibocsátás mértéke drasztikusan megnőtt az elmúlt három évtizedben. (Fotó: Pexels)
A reaktor szíve egy többrétegű, különlegesen megtervezett napelnyelő. Ez szilíciumot, germániumot és aranyat tartalmaz, egy ezüstalapra építve. A szerkezetet egy kvarcablak fedi, amely átengedi a napfényt, miközben egy vákuumréteg gondoskodik az optimális hőszigetelésről.
A Caltech csapata laboratóriumi körülmények között demonstrálta, hogy reaktoruk képes etilénből olyan szénláncú vegyületeket előállítani, amelyek megegyeznek a hagyományos repülőgép-üzemanyagok összetevőivel, mindezt külső energiaforrás nélkül.
„Ez az eszköz bemutatja, hogy a bőséges napenergia által termelt hőt közvetlenül katalitikus folyamatok működtetésére lehet használni, amit eddig általában elektromosság vagy fosszilis tüzelőanyagok felhasználásával végeztek” – emelte ki Harry Atwater, a LiSA (Light, Science & Applications) igazgatója, a Caltech professzora.
Bár jelenleg még hagyományos forrásból származó etilént használnak, a kutatók már dolgoznak azon, hogy ezt a molekulát is napfény, víz és szén-dioxid segítségével állítsák elő. Így a teljes folyamat – az alapanyagok előállításától az üzemanyaggyártásig – fosszilis energiahordozók bevonása nélkül zajlana.
„Most tehát két lépést mutatunk be: Először CO₂-t, vizet és napfényt használunk etilén előállításához, majd etilén oligomerizációt végzünk. És a napenergia az egyetlen energiabevitel a rendszerbe” – magyarázza Aisulu Aitbekova, a kutatás egyik szerzője, a Kavli Nanoscience Institute posztdoktori kutatója.
A légi közlekedés jelenleg a legnehezebben dekarbonizálható iparágak egyike, így az ilyen irányú technológiai újítások különösen nagy jelentőséggel bírnak. A Caltech kutatásának eredményei valós esélyt kínálnak arra, hogy a jövőben repülőgépeink valóban zéró kibocsátással közlekedjenek.
Kiemelt kép: Pixabay
G. Sziszi
