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Sistema feito em telhado converte CO2, água e luz solar em querosene

Michael Irving – New Atlas – 3 de novembro de 2021 – O reator de combustível solar aproveita o calor da luz solar concentrada para converter dióxido de carbono e água em gás de síntese

Engenheiros da ETH Zurique demonstraram um sistema piloto que pode produzir combustíveis a partir da luz solar, ar e água.

O dispositivo captura dióxido de carbono e água da atmosfera e usa energia solar para convertê-lo em gás sintético e, que é então convertido em combustível líquido que é essencialmente neutro em carbono.

Com uma compreensão mais clara dos danos causados ​​pelas emissões humanas de dióxido de carbono, há muito trabalho sendo feito para a transição para veículos elétricos, energia do hidrogênio, células de combustível e outras formas sustentáveis ​​de energia. 

No entanto, esses avanços exigirão grandes mudanças na infraestrutura existente, o que pode retardar sua implementação.

The Pearl 700 engine used to test the 100 percent sustainable aviation fuel

Enquanto isso, os combustíveis sintéticos podem ser uma solução decente. 
Eles são feitos para imitar os combustíveis de hidrocarbonetos líquidos atuais, mas são produzidos a partir de fontes renováveis, como biomassa, produtos residuais ou carbono já presente na atmosfera. 
E porque eles substituem ou complementam os combustíveis fósseis, eles podem ser “colocados em” motores e infraestrutura existentes.

No novo estudo, os pesquisadores da ETH Zurich desenvolveram e testaram um novo sistema que pode produzir esses combustíveis usando apenas a luz solar e o ar. 

O combustível resultante é neutro em carbono, liberando apenas dióxido de carbono quando queimado quanto sua produção removida do ar originalmente.

O sistema é composto por três unidades – uma unidade de captura direta de ar, uma unidade solar redox e uma unidade gás-líquido. 

A primeira seção suga o ar ambiente e usa a adsorção para puxar dióxido de carbono e água para fora. 

Em seguida, eles são canalizados para a segunda unidade, onde a energia solar é aproveitada para desencadear reações químicas.

Um concentrador parabólico concentra a luz do sol por um fator de 3.000 no reator solar, criando temperaturas de 1.500° C (2.732° F).

Dentro do reator há uma estrutura de cerâmica feita de óxido de cério, que absorve o oxigênio do dióxido de carbono e da água que chegam, produzindo hidrogênio e monóxido de carbono – gás sintético.

O próprio gás sintético pode ser coletado para uso ou pode ser canalizado para a terceira unidade, onde é convertido em combustíveis de hidrocarbonetos líquidos como querosene ou metanol.

Para testar o conceito, os pesquisadores montaram um pequeno sistema piloto de 5 kW no telhado de um edifício. 

Funcionando sete horas por dia sob luz solar intermitente, o dispositivo foi capaz de produzir 32 ml (1,1 oz) de metanol por dia.

Não é muito, mas a equipe diz que mostra que o conceito funciona e pode ser ampliado para produção comercial. 

Uma usina em grande escala poderia se parecer com uma usina de energia solar térmica, com um campo de concentradores focalizando a luz do sol em uma torre central. 

A equipe calcula que uma planta usando 10 desses campos, cada um coletando 100 MW de energia solar, poderia produzir 95.000 Litros (25.000 gal) de querosene por dia.

Isso é o suficiente para levar um Airbus A350 de Londres a Nova York e vice-versa.

Para cobrir toda a demanda de querosene na aviação, a equipe calcula que seriam necessários cerca de 45.000 km2 (17.375 milhas quadradas) de usinas solares.

Infelizmente, os altos custos iniciais para instalar essas usinas tornariam esses combustíveis mais caros do que os combustíveis fósseis que estão substituindo, portanto, subsídios e suporte seriam necessários para tirá-los do papel, o que pode limitar sua viabilidade.

 

A pesquisa foi publicada na revista Nature . Faça um tour pelo sistema no vídeo abaixo.

Combustíveis da luz solar e do ar

Fonte: ETH Zurique

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