PRZEMYSŁ LOTNICZYszukał sposobów na zmniejszenie swojego globalnego śladu węglowego przez ostatnią dekadę, takich jak zakup tak zwanych offsetów węglowych - takich jak projekty sadzenia drzew lub farmy wiatrowe - aby zrekompensować dwutlenek węgla wyrzucany przez wysoko latające odrzutowce. Jednocześnie lotniska w San Francisco , Chicago i Los Angeles, a także kilkanaście w Europie , zaopatrują samoloty w bardziej ekologiczne paliwa alternatywne, aby pomóc w osiągnięciu celów redukcji emisji dwutlenku węgla.
Teraz zespół z Uniwersytetu Oksfordzkiego w Wielkiej Brytanii opracował eksperymentalny proces, który może być w stanie zamienić dwutlenek węgla - gaz cieplarniany emitowany przez wszystkie silniki spalające gaz - w paliwo do silników odrzutowych. Jeśli zakończy się powodzeniem, proces, który wykorzystuje reakcję chemiczną opartą na żelazie, może spowodować zerową emisję netto z samolotów.
Eksperyment, o którym poinformowano dzisiaj w czasopiśmie Nature Communications , został przeprowadzony w laboratorium i nadal wymaga powtórzenia na większą skalę. Ale inżynierowie chemicy, którzy zaprojektowali i przeprowadzili ten proces, mają nadzieję, że może to zmienić klimat.
„Zmiany klimatyczne przyspieszają i mamy ogromne emisje dwutlenku węgla”, mówi Tiancun Xiao , starszy pracownik naukowy na Wydziale Chemii Oksfordu i autor artykułu. „Infrastruktura paliw węglowodorowych już istnieje. Proces ten może pomóc złagodzić zmiany klimatyczne i wykorzystać obecną infrastrukturę węglową do zrównoważonego rozwoju ”.
Podczas spalania paliw kopalnych, takich jak ropa lub gaz ziemny, ich węglowodory zamieniają się w dwutlenek węgla, a woda i energia są uwalniane. Ten eksperyment odwraca proces przekształcania dwutlenku węgla z powrotem w paliwo za pomocą czegoś, co nazywa się metodą spalania organicznego (OCM). Dodając ciepło (350 stopni Celsjusza, czyli 662 stopni Fahrenheita) do kwasu cytrynowego, wodoru i katalizatora z żelaza, manganu i potasu do dwutlenku węgla, zespół był w stanie wyprodukować płynne paliwo, które działałoby w odrzutowcu silnik. Eksperyment został wykonany w reaktorze ze stali nierdzewnej i wyprodukował tylko kilka gramów substancji.
W laboratorium dwutlenek węgla pochodził z pojemnika. Ale pomysł zaadaptowania koncepcji do świata rzeczywistego polegałby na wychwytywaniu dużych ilości gazów cieplarnianych z fabryki lub bezpośrednio z powietrza w celu usunięcia ich ze środowiska. Dwutlenek węgla jest najpowszechniejszym z gazów cieplarnianych powodujących ocieplenie planety i jest wytwarzany w fabrykach, samochodach i spalaniu drewna, w tym w pożarach lasów i rolnictwie. Utrzymanie go z dala od atmosfery może pomóc w zmniejszeniu globalnego ocieplenia, chociaż światowa emisja dwutlenku węgla rośnie od kilku dziesięcioleci i jest na dobrej drodze do ogrzania planety o 2 stopnie Celsjusza do końca wieku.
Xiao i koledzy twierdzą, że nowa metoda byłaby również tańsza niż istniejące metody, które zamieniają wodór i wodę w paliwo, proces zwany uwodornieniem, głównie dlatego, że zużywałby mniej energii elektrycznej. Xiao przewiduje zainstalowanie elektrowni paliwowej do silników odrzutowych obok fabryki stali lub cementu albo elektrowni węglowej i wychwytywanie nadmiaru dwutlenku węgla w celu wytworzenia paliwa. Proces ten może również obejmować odsysanie dwutlenku węgla z atmosfery, co nazywa się bezpośrednim wychwytem powietrza . Autorzy twierdzą, że katalizator, który załatwia sprawę, występuje w dużych ilościach na ziemi i wymaga mniej kroków niż inne metody syntezy chemikaliów o wysokiej wartości dodanej.
Jeden z ekspertów, który nie brał udziału w eksperymencie, twierdzi, że koncepcja wydaje się obiecująca, o ile autorzy potrafią wymyślić, jak przejść od produkcji niewielkich ilości paliwa do silników odrzutowych w laboratorium do większych w zakładzie pilotażowym. „To wygląda inaczej i wygląda na to, że mogłoby zadziałać” - mówi Joshua Heyne , profesor nadzwyczajny inżynierii mechanicznej i chemicznej na Uniwersytecie w Dayton. „Skalowanie jest zawsze problemem, a gdy idziesz na większą skalę, pojawiają się nowe niespodzianki. Ale jeśli chodzi o rozwiązanie długoterminowe, idea gospodarki węglowej o obiegu zamkniętym jest zdecydowanie czymś, co może być przyszłością ”.
W takiej „gospodarce węglowej o obiegu zamkniętym” dwutlenek węgla stałby się zarówno strumieniem odpadów, jak i źródłem paliwa. Większy wzrost wartości złotówki za emisję dwutlenku węgla miałby miejsce, gdyby fabryka alternatywnego paliwa do silników odrzutowych mogła działać na ekologicznej energii elektrycznej z wiatru lub energii słonecznej. W ten sposób zarówno paliwo do silników odrzutowych, jak i źródło dwutlenku węgla byłyby produkowane w zrównoważony sposób, według Oskara Meijerinka , projekt wiodący w zakresie paliw przyszłości w SkyNRG, holenderskiej firmie, która produkuje, kupuje i sprzedaje zrównoważone paliwa lotnicze. różne lotniska.
„Musisz korzystać z odnawialnej energii elektrycznej” - mówi Meijerink. „Wyzwanie polega na tym, że jeśli używamy CO 2 z huty, w jaki sposób możemy zmusić hutę, aby była neutralna pod względem emisji dwutlenku węgla? Idealnym rozwiązaniem byłoby, gdyby wszystkie te branże były bardziej zrównoważone i wykorzystano je do bezpośredniego przechwytywania powietrza ”.
Jeśli chodzi o eksperyment oksfordzki i jego nowe paliwo do silników odrzutowych na bazie dwutlenku węgla, prawdopodobnie będzie musiał dostosować się do wielu innych kandydatów, którzy są obecnie testowani jako alternatywa dla tradycyjnego paliwa do silników odrzutowych. Te paliwa alternatywne są wytwarzane z surowców, które obejmują stałe odpady komunalne, słomę, biomasę drzewną, a nawet odpadowy olej kuchenny , proces, który jest realizowany przez giganta energetycznego BP.
Xiao z Oxfordu uważa, że nowe paliwo CO 2 ma szansę konkurować z tymi alternatywami. Xiao założył w 2006 roku firmę Oxford Catalysts, znaną obecnie jako Velocys , zajmującą się ekologicznymi paliwami. Velocys opracowuje alternatywne paliwa lotnicze dla Shell i British Airways w brytyjskim zakładzie wykorzystującym odpady komunalne jako surowiec oraz olej napędowy do samochodów ciężarowych z makulatury i drewna. w zakładzie w Mississippi.
Mówi, że omawia nową metodę konwersji dwutlenku węgla z kilkoma dużymi partnerami przemysłowymi. „Nie ma większych wyzwań”, mówi, „ale musimy zoptymalizować proces i uczynić go bardziej wydajnym”.
https://www.wired.com/story/could-carbon-dioxide-be-turned-into-jet-fuel/
