Οι ερευνητές στο Karlsruher Institut für Technologie (KIT), σε συνεργασία με τους εταίρους Sunfire και Climeworks στη Γερμανία, επέδειξαν με επιτυχία μια αποτελεσματική προσέγγιση για την παραγωγή συνθετικών καυσίμων.
Αερομεταφορές και εκπομπές άνθρακα
Αυτό είναι ένα σημαντικό ορόσημο για την οικοδόμηση ενός μέλλοντος όπου οι ουδέτερες εκπομπές άνθρακα τροφοδοτούν τομείς ενέργειας όπως η ναυτιλία και η αεροπορία, ανέφερε ένα δελτίο τύπου.
Στην προσπάθειά να απομακρυνθούν από τα ορυκτά καύσιμα, οι χώρες έχουν θέσει στόχους για τη μείωση των εκπομπών άνθρακα. Πολλοί από αυτούς επιτυγχάνονται μέσω της ηλεκτροδότησης τομέων όπως οι μεταφορές, αλλά ορισμένες περιοχές είναι δύσκολο να ηλεκτροδοτηθούν.
Οι αερομεταφορές ευθύνονται για το 2-3% των παγκόσμιων εκπομπών άνθρακα, συμβάλλοντας σημαντικά στην αλλαγή του κλίματος. Ωστόσο, ο τομέας έχει αποδειχθεί δύσκολος στην ηλεκτροδότηση, καθώς η ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών δεν είναι πουθενά κοντά στα ορυκτά καύσιμα. Τα συνθετικά ή ηλεκτρονικά καύσιμα ταιριάζουν καλύτερα ως καύσιμο εφεδρείας, καθώς ο τομέας των αερομεταφορών συνεχίζει να αναπτύσσεται, αλλά επιτρέπουν τον περιορισμό των εκπομπών υπό έλεγχο.
«Τα συνθετικά καύσιμα που παράγονται μέσω διεργασιών ισχύος σε υγρό με CO2 από την ατμόσφαιρα ή βιογενείς πηγές, νερό και πράσινο ηλεκτρισμό είναι ιδιαίτερα κατάλληλα», δήλωσε ο Roland Dittmeyer, καθηγητής στο Ινστιτούτο Μηχανικής Μικροδιαδικασιών του KIT (IMVT) σε δελτίο τύπου.
Η παραγωγή αερίου σύνθεσης
Η παραγωγή αερίου σύνθεσης, ενός μείγματος μονοξειδίου του άνθρακα (CO) και υδρογόνου, είναι ένα κρίσιμο βήμα για την παραγωγή συνθετικών καυσίμων. Σε αυτή τη διαδικασία χρησιμοποιούνται πολλές προσεγγίσεις. Σε συνεργασία με τον βιομηχανικό εταίρο Sunfire, το εργαστήριο KIT χρησιμοποιεί συνηλεκτρόλυση για την παραγωγή αερίου σύνθεσης.
Η προσέγγιση είναι εξαιρετικά αποδοτική, καθώς μπορεί να μετατρέψει τους υδρατμούς και το CO2 απευθείας σε αέριο σύνθεσης σε ένα μόνο βήμα. Αυτό βοηθά στην εξάλειψη βημάτων όπως η χωριστή παραγωγή υδρογόνου που χρησιμοποιείται στην παραγωγή αερίου σύνθεσης μέσω άλλων προσεγγίσεων.
«Έως και το 85% της ηλεκτρικής ενέργειας που χρησιμοποιείται για αυτή τη διαδικασία μπορεί να ανακτηθεί ως χημική ενέργεια στο αέριο σύνθεσης», δήλωσε ο Hubertus Richter, ανώτερος μηχανικός της Sunfire, στο δελτίο τύπου. «Επιπλέον, θα μπορούσαμε να αποδείξουμε με αυτή τη σύζευξη ότι η μέθοδος συνηλεκτρόλυσης μας διαθέτει πολύ υψηλή διαθεσιμότητα και αξιοπιστία στις εγκαταστάσεις και έχει τη δυνατότητα να παράγει αέριο σύνθεσης με την επιθυμητή ποιότητα ανά πάσα στιγμή».
Για να μετατραπεί το αέριο σύνθεσης σε καύσιμο, συμπιέζεται σε αντιδραστήρα μικροδομής και μετατρέπεται σε υδρογονάνθρακες μακράς αλυσίδας χρησιμοποιώντας τη σύνθεση Fischer-Tropsch. Γνωστός και ως syncrude, αυτοί οι υδρογονάνθρακες μπορούν να παράγουν κηροζίνη για καύση σε κινητήρες αεριωθουμένων ή άλλα χημικά προϊόντα.
Κλιμάκωση της παραγωγής
Η INERATEC, μια απόσπαση της KIT, εμπορευματοποιεί αυτήν την προσέγγιση για την παραγωγή συνθετικού καυσίμου. Έχει δοκιμαστεί σε πραγματικές συνθήκες για να παράγει πάνω από 26 γαλόνια (100 λίτρα) κηροζίνης την ημέρα.
Στο μέλλον, οι ερευνητές σχεδιάζουν επίσης να χρησιμοποιούν θερμότητα που απελευθερώνεται ως ατμός κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σύνθεσης, αυξάνοντας περαιτέρω την απόδοσή της. Μαζί με τους συνεργάτες της, η KIT έχει κατασκευάσει την εγκατάσταση του έργου Kopernikus P2X, η οποία ετοιμάζεται να παράγει σχεδόν 80 γαλόνια, δηλαδή 300 L, κηροζίνης την ημέρα, κλιμακώνοντας τελικά την παραγωγή σε έναν τόνο την ημέρα στην επόμενη φάση του έργου.
Η κηροζίνη θα δοκιμαστεί από εταιρείες κατασκευής κινητήρων αεροσκαφών και τους συνεργάτες τους για να διασφαλιστεί ότι πληροί τα αεροπορικά πρότυπα και συμβάλλει στη διαμόρφωση μιας πτήσης χωρίς εκπομπές άνθρακα στο μέλλον.
www.worldenergynews.gr
