Επιστήμονες στο ETH (Ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Τεχνολογίας Ζυρίχης) κατασκεύασαν ένα εργοστάσιο που μπορεί να παράγει υγρά καύσιμα ουδέτερα σε άνθρακα από το φως του ήλιου και τον αέρα. Επόμενος στόχος, η μεταφορά αυτής της τεχνολογίας σε βιομηχανική κλίμακα και η επίτευξη ανταγωνιστικότητας. Σε ένα άρθρο που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature, ερευνητές από τη Ζυρίχη και το Πότσνταμ περιγράφουν πώς λειτουργεί αυτός ο νέος ηλιακός αντιδραστήρας και σκιαγραφούν ένα πλαίσιο πολιτικής που θα παρείχε κίνητρα για την επέκταση της παραγωγής «ηλιακής κηροζίνης».

Τα καύσιμα με ουδέτερο άνθρακα είναι ζωτικής σημασίας για να καταστούν βιώσιμες οι αερομεταφορές και οι θαλάσσιες μεταφορές. Το εργοστάσιο που αναπτύχθηκε στη Ζυρίχη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή συνθετικών υγρών καυσίμων που απελευθερώνουν CO2 κατά την καύση τους ανάλογο του ποσοστού που εξάγεται από τον αέρα κατά την παραγωγή τους. Το CO2 και το νερό εξάγονται απευθείας από τον ατμοσφαιρικό αέρα και διασπώνται χρησιμοποιώντας ηλιακή ενέργεια. Αυτή η διαδικασία αποδίδει ένα μείγμα υδρογόνου και μονοξειδίου του άνθρακα, το οποίο στη συνέχεια μετατρέπεται σε κηροζίνη, μεθανόλη ή/και άλλους υδρογονάνθρακες.

Μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Άλντο Στάινφελντ, καθηγητή Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας στο ETH Ζυρίχης, λειτουργεί το μίνι ηλιακό διυλιστήριο στην οροφή του Μηχανικού Εργαστηρίου της ETH στη Ζυρίχη τα τελευταία δύο χρόνια. «Αυτό το εργοστάσιο αποδεικνύει με επιτυχία την τεχνική σκοπιμότητα ολόκληρης της θερμοχημικής διαδικασίας για τη μετατροπή του ηλιακού φωτός και του αέρα του περιβάλλοντος σε καύσιμα. Το σύστημα λειτουργεί σταθερά και παρέχει μια μοναδική πλατφόρμα για περαιτέρω έρευνα και ανάπτυξη», αναφέρει ο Στάινφελντ. Η τεχνολογία είναι πλέον αρκετά ώριμη για χρήση σε βιομηχανικές εφαρμογές. 

Οι αναλύσεις της όλης διαδικασίας δείχνουν ότι το καύσιμο θα κόστιζε από 1,20 έως 2 ευρώ το λίτρο (με δεδομένο την παραγωγή σε βιομηχανική κλίμακα), ενώ οι έρημες περιοχές με υψηλούς ηλιακούς πόρους είναι ιδιαίτερα κατάλληλες ως τόποι παραγωγής. «Σε αντίθεση με τα βιοκαύσιμα, των οποίων οι δυνατότητες είναι περιορισμένες λόγω της σπανιότητας των γεωργικών εκτάσεων, αυτή η τεχνολογία μας δίνει τη δυνατότητα να καλύψουμε την παγκόσμια ζήτηση για καύσιμα αεριωθουμένων [αεροσκάφη τζετ] χρησιμοποιώντας λιγότερο από το 1% της άγονης γης του κόσμου και δε θα ανταγωνιζόταν την παραγωγή τροφίμων ή ζωοτροφών», εξηγεί ο Johan Lilliestam, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας στο Ινστιτούτο Προηγμένων Μελετών Αειφορίας (IASS Potsdam) και καθηγητής ενεργειακής πολιτικής στο Πανεπιστήμιο του Πότσνταμ. 

Δεδομένου του υψηλού αρχικού κόστους επένδυσης, τα ηλιακά καύσιμα θα χρειαστούν πολιτική υποστήριξη για να εξασφαλίσουν την είσοδό τους στην αγορά. Παρ' όλα αυτά, είναι σημαντικό να σημειώσουμε πως τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή των εγκαταστάσεων παραγωγής, όπως το γυαλί και ο χάλυβας, κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και μεθόδους ουδέτερες σε άνθρακα. Αποτέλεσμα των παραπάνω, οι εκπομπές να μειωθούν περαιτέρω, φτάνοντας μελλοντικά ακόμη και κοντά στο μηδέν. 

[1] https://www.sciencedaily.com/releases/2021/11/211104115245.htm
[2] https://www.anthropocenemagazine.org/2021/11/rooftop-solar-reactor-makes-liquid-fuels-with-water-and-co2-drawn-from-air/
[3] https://www.theweek.in/news/sci-tech/2021/11/11/making--solar-fuel--for-aircrafts-from-sunlight-and-air.html