Швейцарцы, кажется, посмотрели «Кин-дза-дзу!». И придумали тарелку, которая делает спирт из воздуха и солнечного света
Объединенная группа швейцарских и германских инженеров разработала автономную установку для производства спирта (ну или другого зеленого топлива) почти из ничего — из воздуха и солнечного света.
Предупреждаем, это настоящая научная статья, но действительно про получение спирта из воздуха.
Установка представляет собой нечто вроде спутниковой тарелки с «довеском» из пары закрепленных на ней таблеток-реакторов. «Тарелочная» часть является параболическим отражателем и отвечает за сбор и концентрацию солнечной энергии на одной из двух реакторных камер. В самих реакторах происходит преобразование собранного из воздуха CO₂ в так называемый синтез-газ — предшественник зеленого топлива.
Два реактора необходимы установке, потому что она работает в двухтактном режиме. Сначала реактор на основе оксида церия разогревается мощным потоком солнечного света до 1500 градусов Цельсия, в результате чего церий освобождается от кислорода. Затем луч света переводят на второй реактор, а в первый поступает растворенный в воде углекислый газ. CO₂ отдает кислород церию, который снова превращается в оксид, а сам растворенный газ преобразуется в смесь CO и водорода (эту смесь, собственно, и называют синтез-газом). Затем реакторы меняются ролями и все повторяется заново.
Перевод синтез-газа в метан, метанол или даже авиационный керосин установка делает сама, как и фиксацию CO₂ из воздуха. В такой автономности и полной независимости от других источников энергии и заключается ее уникальность (ближайший аналог, например, производил только водород). Настроить процесс можно по-разному и соответственно производить разное топливо.
То, что получается в итоге, создатели установки называют «капельным топливом». Название соответствует текущей производительности: единственный пока существующий прототип, установленный на крыше лаборатории Высшей технической школы Цюриха, за 7 часов работы при наличии хорошей погоды производит в среднем по 32 миллилитра метанола в день, то есть около литра в месяц.
У разработчиков, впрочем, большие амбиции по масштабированию. В статье из свежего выпуска Nature, где описан принцип работы прибора, они утверждают, что подобные устройства могли бы быть использованы для полного покрытия мировой потребности в авиационном керосине. По подсчетам авторов, для этого потребуется покрыть такими тарелками около 45 тысяч квадратных километров Сахары, что составляет лишь полпроцента ее площади.
Впрочем, сами же авторы признаются, что если это сделать прямо сейчас, такое «условно бесплатное» топливо-из-воздуха на деле окажется слишком дорогим из-за затрат на производство самих тарелок — существенно дороже традиционного керосина. Снизить стоимость «воздушного» топлива в будущем смогут только масштабирование производства и политическая поддержка проекта.
Александр Ершов, научный редактор «Медузы» специально для рубрики «Шапито»