Стюарт Личт проектировал окончательную машину переработки. Солнечный реактор, что он и коллеги, выстроенные в его лаборатории в Университете имени Джорджа Вашингтона в Вашингтоне, округ Колумбия, берут двуокись углерода (CO2) от воздуха — побочного продукта сжигания ископаемого горючего — и применяют энергию в солнечном свете для возвращения его в горючее.
Существует пару промежуточных шагов. Вода также вовлечена в реакцию, создающую водород (H2) и моноксид углерода (CO); они со своей стороны могут быть сшиты в горючее жидкого углеводорода. Но Личт есть одним из самых действенных устройств его типа, когда-либо выстроенного.
Это – лишь одна из солнечных топливных разработок, формирующихся в лабораториях во всем мире. Они воплощают мечту: возможность одного дня, обходя ископаемое горючее и генерируя отечественное горючее транспортировки от солнечного света, атмосфера и воду — и в ходе, избавляющем воздух части CO2, которого отечественная склонность ископаемого горючего устроила демпинг в него.Эти схемы еще не являются никакой угрозой нефтедобывающей индустрии. В устройстве Личта, частях реакторного пробега при приближении температур 1000°C, достаточно высоко, чтобы "настойчиво попросить", чтобы специальные материалы держали компоненты.
Другие исследователи преследуют другой подход, развивая катализаторы, которые имели возможность выполнить те же химические реакции в либо около комнатной температуры, посредством электричества от солнечного света или других возобновляемых источников энергии для включения химического процесса вязания.Большее препятствие есть экономическим. Нефть есть недорогой, сейчас, и существует мало стимула принять ультрасовременные, дорогостоящие альтернативы. Но элегантность понятия изменения и неустанный марш климата, привлекли исследователей во всем мире к преследованию солнечного горючего. “Это – весьма территория сильного радиоактивного заражения прямо сейчас”, говорит Омар Яги, химик в Калифорнийском университете (UC), Беркли.
И потому, что реактор Личта демонстрирует, изучение делает удачи. “Мы еще не в том месте, но мы двигаемся в верном направлении”, говорит Эндрю Бокарсли, химик в Принстонском университете, развивающий катализаторы низкой температуры.Энтузиасты даже видят проблеск надежды чтобы сделать разработку экономичной: устойчивое распространение возобновимых источников электричества, таких как солнечные растения и ветровые электростанции. Уже, солнечные батареи и ветряные мельницы время от времени создают больше энергии, чем местные обитатели могут поглотить. В случае если этот переизбыток имел возможность бы быть сохранен в химическом горючем, специалисты спорят, сервисные поставщики имели возможность бы быть в состоянии спасти собственную энергию для применения в любое время и где угодно — и сделать дополнительные деньги на стороне.
ПОТРЕБНОСТЬ В ЖИДКИХ ВИДАХ ГОРЮЧЕГО вряд ли уйдет не обращая внимания на опасения по поводу трансформации климата. простота транспорта и Высокоэнергетическая плотность бензина и других жидких углеводородов сделали их оплотом транспортной инфраструктуры в мире. Исследователи преследуют применение низкоуглеродистых газов, таких как водород и метан, как горючее транспортировки, и электромобили распространяются. Но для дальних грузовиков и других грузовиков, и вдобавок авиации, нет никакой доброй альтернативы жидким видам горючего. Солнечные топливные приверженцы утверждают, что нахождение метода варить их от легко дешёвых составов, таких как вода и CO2 имело возможность сделать большую вмятину в будущих выбросах CO2.
CARBON RECYCLING INTERNATIONALПриведенный в воздействие геотермальной энергией, это растение в Исландии превращает двуокись углерода в синтетический газ и в итоге горючее метанола.Задача по существу сводится к бегущему сгоранию напротив, вводя энергию от солнца или других возобновляемых источников энергии в химические связи. “Это – весьма непростая неприятность, в силу того, что это в любой момент – тяжелое сражение”, говорит Джон Кит, химик в университете Питтсбурга в Пенсильвании. Это – то, что растения делают, конечно, для сахара, что они должны вырастить.
Но растения преобразовывают лишь примерно 1% энергии, поражающей их в химическую энергию. Для включения отечественного индустриального общества исследователи должны сделать намного лучше. Кит уподобляет вызов помещению человека на луне.
Проблема заключается в том, что CO2 есть весьма стабильной, нереактивной молекулой. Химики могут заставить его реагировать методом перекачки в электричестве, тепле либо обоих. Первый шаг в этом процессе в большинстве случаев срывает один из атомов кислорода CO2 для CO.
Это CO может тогда быть объединен с H2 для комбинации известной как синтетический газ, что возможно преобразован в метанол, жидкий алкоголь, что может либо употребляться конкретно либо преобразовываться в другие топливо и ценные химикаты. Большие химические фабрики делают легко это, но они делают собственный синтетический газ не из воздуха, а из бессчётного и недорогого газа. Так, неприятность для химиков пребывает в том, чтобы создать синтетический газ из возобновляемых источников энергии более дешево, чем текущие источники могут соответствовать.
Личт, именующий его солнечно сгенерированную смесь CO и H2 «sungas», говорит, что нацеливается на ту проблему и при помощи тепла и при помощи электричества от солнца. Его установка, которую он детализирует в газете, принятой в Наступающей Науке, начинается с коммерчески дешёвой солнечной батареи большого уровня, названной сконцентрированным фотогальваническим.
Это сосредотачивает широкий последовательность солнечного света на панель полупроводника, преобразовывающую 38% приточной энергии в электричество в высоком напряжении. Электричество шунтируется к электродам в двух электрохимических клетках: тот, разделяющий молекулы воды и второй, что разделяет CO2.
В это же время большинство оставшейся энергии в солнечном свете поймана как тепло и употребляется для предварительного нагрева этих двух клеток к сотням градусов, шаг, понижающий сумму электричества, должен был поделить молекулы воды и CO2 приблизительно на 25%. В конце говорит Личт, целых 50% приточной солнечной энергии могут быть преобразованы в химические связи.Неясно, произведет ли тот процесс синтетический газ, это так дешево, как это сделало из газа. Но Личт отмечает, что экономический анализ 2010 года одной лишь его солнечной сильной установки воды, что он сперва обрисовал в 2002, заключил, что его подход имел возможность генерировать килограмм H2 — энергии, эквивалентной из 4 литров бензина — по цене 2,61$.
Все же возможно тяжело для sungas установки Личта понизить цену потом. Проводящий нагрузку электролит Личта применяет литий, пару редкий и дорогостоящий металл, ограниченные поставки которого имели возможность не допустить большое повышение масштаба.
Licht также сталкивается с борьбой от вторых исследователей, также применяющих большие температуры для упрощения разделения воды и CO2, но надеющихся вполне на электричество вместо солнечного нагревания. Но как sungas, те схемы, назвал жёсткие окисные клетки электролиза, столкнитесь с трудностями долговечности управления при больших температурах.УЧИТЫВАЯ ЭТИ ПРЕПЯТСТВИЯ, Bocarsly и другие пытаются поделить CO2 при более низких температурах.
Один таковой подход есть уже коммерческим. В Исландии компания называющиеся Carbon Recycling International открыла растение в 2012, применяющее возобновляемую энергию для синтетического газа. Компания применяет богатую геотермальную энергию острова для производства электричества, приводящего в воздействие автомобили электролиза, разделяющие CO2 и воду.
Получающийся синтетический газ тогда перевоплощён в метанол.Конечно, большинству регионов земного шара недостает, богатая геотермическая энергия Исландии должна была стимулировать процесс, так, исследователи охотятся для новых катализаторов, которые могут поделить CO2 с меньшим числом энергии.
Эти катализаторы, в большинстве случаев, сидят на катоде, одном из двух электродов в гальваническом элементе, содержащем воду.