Nhiên liệu từ CO2 và ánh sáng mặt trời

Các lò phản ứng điện mặt trời có thể thu thập CO2 và biến nó thành CO. Những lò phản ứng tương tự cũng có thể biến nước thành hydro và oxy. Sản phẩm của 2 quá trình này có thể được tương tác lẫn nhau để hình thành nên nhiên liệu hydrocarbon, trong một kỹ thuật được gọi là quy trình Fischer-Tropsch. Nhiên liệu sản sinh từ quy trình đó rất giống loại đang được sử dụng để vận hành xe cộ hiện nay. Do đó, không cần phải thiết kế lại động cơ và các trạm xăng một...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nhiên liệu từ CO2 và ánh sáng mặt trời Nhiên liệu từ CO2 và ánh sáng mặt trờiCác lò phản ứng điện mặt trời có thể thu thập CO2 và biến nó thành CO.Những lò phản ứng tương tự cũng có thể biến nước thành hydro và oxy.Sản phẩm của 2 quá trình này có thể được tương tác lẫn nhau để hình thànhnên nhiên liệu hydrocarbon, trong một kỹ thuật được gọi là quy trìnhFischer-Tropsch. Nhiên liệu sản sinh từ quy trình đó rất giống loại đangđược sử dụng để vận hành xe cộ hiện nay. Do đó, không cần phải thiết kế lạiđộng cơ và các trạm xăng một khi nhiên liệu này được đưa vào sử dụng.Hiện lò phản ứng do các chuyên gia Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia (Mỹ)đang dùng CO2 từ khí thải của nhà máy điện. Trong tương lai, các nhà khoahọc hy vọng sẽ tận dụng được loại khí thải này trực tiếp từ không khí. Hệthống sử dụng một chiếc gương hình parabol khổng lồ, có nhiệm vụ tậptrung ánh sáng mặt trời vào 2 phòng chứa riêng biệt bằng các vòng quayCeO2. Khi các vòng quay chuyển động, CeO2 được đun nóng lên 1.500 độ Cvà phóng thích oxy vào một phòng chứa. Sản phẩm còn lại của quá trình nàysẽ tiếp tục đi vào phòng chứa thứ hai, tương tác với CO2 để tạo nên CO vàCeO2.Một nhóm chuyên gia khác tại Viện Công nghệ liên bang Thụy Sĩ cũng sửdụng một hệ thống tương tự nhưng với CaO, ZnO và hơi nước. Kết quả củaquá trình này là khí hydro và CO. Hệ thống này có thể sử dụng CO2 trực tiếptừ không khí.Cả hai lò phản ứng trên đang gặp những giới hạn về mặt kỹ thuật, như lò ởMỹ chỉ hoạt động được vài giây mỗi lần, còn lò tại Thụy Sĩ cho công suấtthấp. Tuy nhiên, theo đánh giá của các chuyên gia do New Scientist dẫn lại,sản xuất nhiên liệu từ năng lượng mặt trời và CO2 là một trong những lĩnhvực ứng dụng có thể trở thành một cuộc cách mạng về năng lượng.Một tế bào năng lượng kích thước nano mô hình cấu trúc xoắn đồng trục cókhả năng cung cấp năng lượng hiệu quả hơn bất kỳ tế bào nào trước đó, giúptạo ra một loại pin năng lượng mặt trời màng mỏng sử dụng công nghệ nano,giải quyết được những khó khăn vốn có liên quan đến việc tập trung ánhsáng và tạo ra dòng điện của tế bào thường.Quá trình nghiên cứu để nâng cao hiệu quả chuyển đổi năng lượng cho cáctế bào mặt trời màng mỏng lâu nay luôn gặp nhiều khó khăn về mặt cạnhtranh quang học và các hạn chế điện tử. Một tế bào phải đủ dày để tập trungđược lượng ánh sáng cần thiết, nhưng đồng thời cũng phải đủ mỏng để cóthể chuyển đổi ánh sáng thành dòng điện.Về mặt quang học, tế bào năng lượng xoắn đồng tâm nano đủ độ dày để tậptrung ánh sáng mặt trời, đồng thời cấu trúc của nó cho phép đạt đến độ mỏngphù hợp để chuyển đổi ánh sáng thành điện năng một cách hiệu quả nhất.Điều đó giúp tế bào năng lượng xoắn đồng tâm nano trở thành một nền tảngnăng lượng có giá thành thấp và hiệu quả cao.