Gjør om karbondioksid til drivstoff

Kan konsentrert solenergi brukes til å reversere forbrenning og konvertere karbondioksid tilbake til bensin? Det er det forskerne driver med Sandia National Laboratories , i Albuquerque, NM, har som mål å finne ut av det ved å bygge en ny reaktor som kjemisk kan gi energi til karbondioksid.





Solkraft: Setter siste hånd på en gigantisk solfanger, som forskere ved Sandia National Laboratories vil bruke til å drive en ny reaktor som er i stand til å produsere karbonmonoksid fra karbondioksid. Karbonmonoksidet kan deretter brukes til fremstilling av flytende drivstoff.

Enheten bruker en to-trinns termokjemisk reaksjon for å bryte ned karbondioksid for å produsere karbonmonoksid, sier Nathan Siegel, et seniormedlem av teknisk stab ved Sandias Solar Technologies Department og en av forskerne som utvikler teknologien. Karbondioksid er et forbrenningsprodukt, så det vi gjør er å reversere forbrenningen, sier han. Karbonmonoksidet kan da lett brukes til å produsere en rekke forskjellige drivstoff, inkludert hydrogen, metanol og bensin, ved bruk av konvensjonelle teknologier.

Inne i Sandia-reaktoren, oppfunnet av Sandia-forskeren Rich Diver, er en ring av et kobolt-ferritt keramisk materiale, som hovedsakelig består av jernoksid og kobolt. En parabolsk solkonsentrator retter sollys mot det keramiske materialet, varmer det opp til rundt 1500 °C og får det til å gi fra seg oksygen.



Når ringen kontinuerlig roterer, går det reduserte materialet inn i et andre, separat kammer som inneholder karbondioksid. Etter å ha gitt opp oksygenet, reagerer keramikken med karbondioksidet og stjeler oksygenatomer fra den. Resultatet er produksjon av karbonmonoksid. Prosessen er kontinuerlig, slik at den oksiderte keramikken igjen går tilbake til solkammeret hvor den igjen reduseres. Det vil fungere med enten karbondioksid for å lage karbonmonoksid eller med vann for å lage hydrogen, sier Siegel.

Det er i hvert fall teorien. Sandia-gruppen har utført prinsipielle demonstrasjoner av ulike stadier av enheten, men har ennå ikke vist at de alle fungerer sammen. Teamet bygger en prototype som vil være klar for testing sent på våren. Den er 95 prosent bygget, sier Siegel.

Kobolt-ferrittkeramikken ble opprinnelig utviklet i Japan og er enkel å produsere. For å maksimere effekten, er materialet konstruert til en matrise av kryssende stenger på en millimeter i diameter. Dette har effekten av å produsere et stort overflateareal som man kan reagere med karbondioksidet.



Senest i juni forventer forskerne å ha kartlagt reaktorens ytelse, og hvis den gjør det så bra som de forventer, kan en praktisk versjon være tilgjengelig innen fem år.

For øyeblikket ser vi på å få karbondioksid fra industrielle kilder, sier Siegel. Det virkelige potensialet er imidlertid å fange opp karbondioksidutslipp og gjenbruke dem som drivstoff. Vi ser også på måter å trekke karbondioksid ut av luften, sier han. Dette vil tillate reaktoren å bli montert hvor som helst, suge opp den atmosfæriske drivhusgassen og gjøre den om til drivstoff. Siegel understreker imidlertid at dette er på et mye tidligere utviklingsstadium.

Til tross for det enorme potensialet er det foreløpig svært lite forskning på å finne måter å utnytte solenergi til å produsere karbonmonoksid fra karbondioksid, sier Siegel. Men slik teknologi håndterer to problemer direkte: å bruke karbondioksid til god bruk, og finne en måte å gjøre det beste ut av solenergiens sporadiske natur. Det gir en måte å lagre denne solenergien og bruke den når du vil ha den, sier han.



Det er utmerket arbeid og i prinsippet vitenskapelig fullt mulig, sier Christian Sattler , ved Institutt for teknisk termodynamikk ved German Aerospace Center, i Köln. Spørsmålet er, med hvilken effektivitet? han sier. Hvor mye energi tar det å gjennomføre denne reduksjonen? Det kan være mer effektivt å bruke solenergien til direkte kraftproduksjon.

gjemme seg