Чистое топливо: Солнце, воздух и вода
Проект CR5 (Counter Rotating Ring Receiver Reactor Recuperator, «Противоположно вращающийся кольцевой рекуператор-реактор-ресивер») интересен хотя бы тем, что он позволяет существенно сдержать — если не вовсе нейтрализовать — накопление в атмосфере парникового углекислого газа. И сделать это без существенных сложностей с обновлением самих автомобилей и всей топливной инфраструктуры, как этого требует, скажем, повсеместное внедрение электромобилей.
«Сердце» нового решения — реактор CR5, который, используя солнечную энергию, способен превратить углекислый газ (СО2) атмосферы в угарный (СО), а из воды выделить чистый водород. Оба эти компонента составляют синтетическое жидкое топливо, знаменитый «эрзац-бензин», который получали химические предприятия Третьего рейха в годы Второй мировой войны из угля и природного газа. Конечно, делалось это в условиях жесткой нехватки обычного бензина, а для сегодняшней ситуации процесс этот почти не используется, слишком уж дорогим выходит топливо.
Однако реактор CR5, по мнению авторов проекта, вполне способен изменить этот расклад. Состоит он из пары камер, разделенных вращающимися кольцами оксида церия. По мере вращения кольца большое параболическое зеркало концентрирует солнечный свет на одной его стороне, раскаляя ее до 1500 °C. Это приводит к восстановлению оксида и выделению освободившегося кислорода в соответствующую камеру, откуда он откачивается.
Понемногу часть кольца с восстановленным церием уходит из зоны нагрева и остывает, попадая во вторую камеру, куда накачивается СО2. В результате несложной реакции церий отнимает один атом кислорода от углекислого газа и снова окисляется, оставляя в камере СО. Процесс повторяется снова.
Все действует по той же схеме и в случае, если вместо СО2 во вторую камеру залить воду, только образуется в ней уже не СО, а молекулярный водород.
В конце прошлого года авторы проекта протестировали экспериментальный реактор, состоявший из 14-ти колец, и показали что в принципе он работает и выделяет СО. Однако с производительностью имелись серьезные проблемы: отдельные части аппарата работали без сбоев считанные секунды. С тех пор они заняты устранением недостатков и параллельно — строительством более масштабной версии реактора, с 28-ю кольцами.
Ну а как только CR5 сможет стабильно и постоянно выдавать поток водорода и СО, из них можно сравнительно легко получать синтетическое жидкое топливо. Хотя бы с помощью того же процесса Фишера-Тропша, разработанного немецкими химиками еще в 1920-е (нагрев смеси этих газов в присутствии железосодержащего катализатора).
Следующим шагом станет интеграция таких реакторов в промышленность — прямо на заводы, массово выбрасывающие углекислый газ в атмосферу. Вместо того, чтобы накачивать воздух парниковым газом и выплачивать серьезные пени, заводы смогут получать чистую — в финансовом и экологическом смыслах — прибыль, вырабатывая топливо. Ну а финальным этапом авторы проекта видят создание реакторов, способных «выкачивать» углекислый газ напрямую из атмосферы — одновременно вырабатывая топливо и очищая воздух.
Кстати, более подробно об «эрзац-бензине» и других видах и технологиях получения синтетического топлива мы рассказывали в статье «Мусорная лихорадка».
По публикации New Scientist Tech