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在通往二氧化碳的途中-空檔飛行

  • 發(fā)布時(shí)間: 2022-10-03 20:14:15

KEROGREEN研究設(shè)施和KIT等離子體反應(yīng)器(照片:Amadeus Bramsiepe/KIT)


乘飛機(jī)旅行——但不排放額外的二氧化碳。利用可再生能源從水和環(huán)境空氣中獲得合成燃料,這是可能的。然而,必須大量生產(chǎn)。KEROGREEN研究項(xiàng)目中的一種新制造工藝使用了創(chuàng)新的等離子體技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)??査刽敹蚶砉W(xué)院(KIT)的研究伙伴建造了第一座設(shè)施。


以二氧化碳中和的方式組織航空運(yùn)輸是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn):“電池,氫和混合溶液由于能量密度低而不適用,”KIT微工藝工程研究所的Peter Pfeifer教授說,他是KEROGREEN研究項(xiàng)目的發(fā)言人之一。“為了使二氧化碳中性飛行成為可能,Pfeifer和參與KEROGREEN的合作伙伴探索了另一種方法:從空氣和水中提取煤油?!崩每稍偕茉春椭苯訌拇髿庵刑崛〉亩趸迹瑒?chuàng)造了一個(gè)封閉的碳循環(huán)。我們甚至可以使用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施來儲(chǔ)存、運(yùn)輸和為飛機(jī)加油。最重要的是發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。“此外,合成綠色煤油不會(huì)排放硫磺,也不會(huì)排放較少的煙塵和氮氧化物(NOx)。


為了能夠生產(chǎn)足夠數(shù)量的燃料,歐盟項(xiàng)目KEROGREEN的合作伙伴在四年半的時(shí)間內(nèi)開發(fā)了一種可擴(kuò)展的工藝,該工藝基于一種新的等離子技術(shù),適合于集裝箱模塊。這項(xiàng)工作由位于埃因霍溫的荷蘭基礎(chǔ)能源研究所(DIFFER)協(xié)調(diào),并在KIT設(shè)立了一個(gè)研究機(jī)構(gòu)。因此,該技術(shù)處于系統(tǒng)集成的最后階段,其中各個(gè)元素已經(jīng)連接到一個(gè)封閉單元,但仍處于不同的開發(fā)階段。新的制造工藝特別節(jié)省資源,因?yàn)闆]有使用稀有的原材料。


用于CO2裂解的創(chuàng)新等離子體技術(shù)


該過程基本上基于三個(gè)步驟:首先將環(huán)境空氣中的CO2送入反應(yīng)堆,在那里,微波輻射產(chǎn)生的等離子體將其分解為一氧化碳(CO)和氧氣。然后,氧氣被去除,而一氧化碳通過水煤氣變換反應(yīng)在第二個(gè)反應(yīng)器中部分轉(zhuǎn)化為氫。這種氫和剩余的CO(組合稱為合成氣)在第三個(gè)反應(yīng)器中通過費(fèi)托合成轉(zhuǎn)化為碳?xì)浠衔?。不能用于生產(chǎn)煤油的高分子碳?xì)浠衔镌诠S內(nèi)部被分解。最終產(chǎn)品是航空燃料的基本組成部分。然后,這種原料可以提煉成所需的煤油,或直接作為能量?jī)?chǔ)存裝置儲(chǔ)存。


可再生能源分散使用的理想選擇


根據(jù)研究人員的發(fā)現(xiàn),等離子體技術(shù)可能達(dá)到兆瓦級(jí)。但它也適用于小型、,集裝箱形式的分散式生產(chǎn)工廠:“未來的工廠將是模塊化和可擴(kuò)展的,因此可以很容易地集成到海上風(fēng)電場(chǎng)或沙漠中的太陽能電站“如果沒有風(fēng)或太陽,等離子體反應(yīng)器將暫時(shí)關(guān)閉,只需利用可用能源重新啟動(dòng)?!蹦壳罢谧屑?xì)分析該項(xiàng)目的結(jié)果,尤其是工業(yè)合作伙伴已經(jīng)將其用于實(shí)施各個(gè)工藝步驟。

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