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一幅太陽能燃料系統(tǒng)照片，該裝置放置于蘇黎世聯(lián)邦理工學院機器實驗室大樓樓頂。施普林格·自然 供圖

中新網(wǎng)北京11月4日電 (記者孫自法)最新一期國際著名學術期刊《自然》發(fā)表一項工程學研究論文，報道科研人用一種用陽光和空氣生產(chǎn)燃料的實驗系統(tǒng)，且該系統(tǒng)能在日常條件下運轉(zhuǎn)。

這項研究或為生產(chǎn)碳中和的碳氫燃料鋪平道路，但生產(chǎn)流程仍需進行大量優(yōu)化和改進。

該論文稱，航空和航運目前約占人為二氧化碳排放總量的8%?！癉rop-in”燃料是一種很有前景的替代燃料源，這是一種合成版本的石油衍生液態(tài)烴(例如煤油、汽油或柴油都是液態(tài)烴)，能在太陽能的幫助下用水和二氧化碳制成。之前演示過這種太陽能燃料生產(chǎn)過程的獨立步驟，但在真實世界條件下運行完整步驟和優(yōu)化后的系統(tǒng)一直很有難度。

論文通訊作者、瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院阿爾多·斯坦菲爾德(Aldo Steinfeld)和同事研發(fā)出一種安裝在實驗室屋頂?shù)奶柸剂舷到y(tǒng)，該系統(tǒng)由3個關鍵單元組成：一是直接空氣捕獲裝置，能從空氣中提取二氧化碳和水；二是太陽氧化還原裝置，能利用太陽能將二氧化碳和水轉(zhuǎn)換為一氧化碳和氫的混合物(合成氣)；三是氣轉(zhuǎn)液裝置，能將合成氣轉(zhuǎn)換為液態(tài)烴或甲醇。

該實驗系統(tǒng)能在間歇性太陽輻射下順利、穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)，在一天7小時的典型工作時間里能產(chǎn)生32毫升的甲醇，驗證了太陽燃料生產(chǎn)流程的技術可行性。

論文作者還評估了他們研發(fā)系統(tǒng)所需的升級方案，從而有望滿足全球范圍內(nèi)的航空煤油消耗量(2019年為4140億升)。據(jù)估算，所有太陽燃料生產(chǎn)廠的總土地足跡大概在4.5萬平方公里，相當于撒哈拉沙漠面積的0.5%左右。不過，第一代商用太陽燃料廠生產(chǎn)的這類燃料將比它們能取代的化石煤油更貴。他們認為，考慮到建設太陽燃料廠所需的初始投入成本較高，有必要制定支持政策來推進這些燃料的大規(guī)模部署。(完)