
Новая технология в два раза увеличивает производство топлива
Несколько лет назад инженеры из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH) разработали технологию получения жидких топлив из солнечного света и воздуха. В 2019 году на крыше лаборатории ETH они впервые продемонстрировали этот термохимический процесс в реальных условиях. Такое синтетическое солнечное топливо является углеродно-нейтральным: при сгорании оно выделяет столько же CO2, сколько было извлечено из воздуха для его производства. Компании Climeworks и Synhelion сейчас развивают и коммерциализируют эти технологии.
Центральным элементом процесса является реактор, подвергающийся концентрированному солнечному излучению, достигая температуры до 1500°C. Внутри реактора, содержащего пористую керамическую структуру из оксида церия, происходит процесс разделения воды и CO2. Результатом данного процесса является синтез-газ, который может быть преобразован в жидкое углеводородное топливо, например, керосин.
Обычно при создании реактора используются структуры с изотропной пористостью, но они недостаточно поглощают солнечное излучение, что приводит к снижению температуры внутри реактора. Исследователи из ETH разработали новую 3D печать, позволяющую создавать керамические структуры с оптимизированной геометрией пор для эффективного поглощения солнечного излучения.

Структура церия, напечатанная на 3D-принтере, с иерархической архитектурой. Концентрированная солнечная радиация падает на градуированную структуру и вызывает солнечное расщепление CO2 на отдельные потоки CO и O2.
Учеными была изучена взаимосвязь между передачей теплового излучения и термохимической реакцией. Результаты исследования показали, что новые структуры могут производить в два раза больше топлива по сравнению со стандартными аналогами при одинаковом солнечном излучении. Эти структуры имеют иерархически упорядоченные дизайны, которые позволяют эффективно поглощать солнечное излучение всему объему реактора.
В итоге весь пористый материал достигает нужной температуры для реакции, увеличивая производство топлива.
Для создания этих структур был разработан специальный тип чернил с оптимальными характеристиками: низкая вязкость и высокая концентрация частиц церия, что обеспечивает максимальное количество необходимого для работы реактора материала.
После проведения первых успешных испытаний исследователи подтвердили, что их новые структуры могут производить в два раза больше топлива. Технология уже запатентована и компания Synhelion приобрела лицензию на ее использование. Это открытие может существенно повысить энергоэффективность солнечных реакторов и улучшить экономическую перспективу устойчивого авиационного топлива.
Центральным элементом процесса является реактор, подвергающийся концентрированному солнечному излучению, достигая температуры до 1500°C. Внутри реактора, содержащего пористую керамическую структуру из оксида церия, происходит процесс разделения воды и CO2. Результатом данного процесса является синтез-газ, который может быть преобразован в жидкое углеводородное топливо, например, керосин.
Обычно при создании реактора используются структуры с изотропной пористостью, но они недостаточно поглощают солнечное излучение, что приводит к снижению температуры внутри реактора. Исследователи из ETH разработали новую 3D печать, позволяющую создавать керамические структуры с оптимизированной геометрией пор для эффективного поглощения солнечного излучения.

Структура церия, напечатанная на 3D-принтере, с иерархической архитектурой. Концентрированная солнечная радиация падает на градуированную структуру и вызывает солнечное расщепление CO2 на отдельные потоки CO и O2.
Учеными была изучена взаимосвязь между передачей теплового излучения и термохимической реакцией. Результаты исследования показали, что новые структуры могут производить в два раза больше топлива по сравнению со стандартными аналогами при одинаковом солнечном излучении. Эти структуры имеют иерархически упорядоченные дизайны, которые позволяют эффективно поглощать солнечное излучение всему объему реактора.
В итоге весь пористый материал достигает нужной температуры для реакции, увеличивая производство топлива.
Для создания этих структур был разработан специальный тип чернил с оптимальными характеристиками: низкая вязкость и высокая концентрация частиц церия, что обеспечивает максимальное количество необходимого для работы реактора материала.
После проведения первых успешных испытаний исследователи подтвердили, что их новые структуры могут производить в два раза больше топлива. Технология уже запатентована и компания Synhelion приобрела лицензию на ее использование. Это открытие может существенно повысить энергоэффективность солнечных реакторов и улучшить экономическую перспективу устойчивого авиационного топлива.
- Алексей Павлов
- Advanced Materials Interfaces (2023). DOI: 10.1002/admi.202300452
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас

Голубые гренландские озера превратились в коричневые фабрики по производству парниковых газов
Эксперты говорят: вода в этих озерах — бомба замедленного действия....

Секретные символы на карте XVI века позволят открыть величайшую тайну Америки
Эксперты уверены: разгадка пропавшей колонии Роанок близка как никогда....

Почему мужчины эволюционируют вдвое быстрее женщин?
Новое исследование ставит под вопрос наши представления о биологии....

Что скрывает «идеальный квадрат» на Марсе?
Версии ученых, конспирологов и Илона Маска....

Сталин пообещал целый миллион долларов за расшифровку письменности древней цивилизации
Участвовать в конкурсе, объявленном правительством индийского штата, может абсолютно любой желающий....

Неандертальцы не просто выжили в ледниковый период — они процветали
Доказательство тому — археологические раскопки....

Отсекли голову, а тело «разобрали» на части
Ученые нашли очередную «вампирскую» могилу в Хорватии....

Едва не получила премию Дарвина: американка ввела себе яд чёрной вдовы
Пытаемся разобраться: что было потом и зачем вообще это было сделано....

Вселенная ускоряется… или мы все ошибаемся?
Космический телескоп открыл данные, которые поставили ученых в тупик....

Почти люди: бонобо осознавали человеческое непонимание и влияли на ситуацию
Важная способность подсказывать и делиться знаниями....

Развенчан миф о породах собак: удивительная правда о мнимых «сверхспособностях»
Не считая плоскомордых....

Волшебное слово на букву f: непрошенные выдачи в Google легко победить сквернословием
Впрочем, эту лазейку вскоре могут закрыть....

С помощью ИИ получили самовосстанавливающийся асфальт
Сделан шаг к более экономичным дорогам....

Жить в Британии становится все опаснее: теперь жителям угрожают вспышки диареи
По словам ученых, это последствия изменения климата. И это только начало…...

Super в действии: резвый беспилотник умеет преследовать даже в тёмном лесу
Новинка из Гонконга уверенно летает по неизвестной местности....

Тревожные социопаты в погоне за секретами
Бывшие агенты ЦРУ рассказали, как психические расстройства помогали им служить во благо Америки....