كيف تصنع وقود الطائرات من ضوء الشمس والهواء وبخار الماء


يمكن الآن شفط وقود الطائرات من الهواء.

أو على الأقل هذا هو الحال في Móstoles ، إسبانيا ، حيث أظهر الباحثون أن النظام الخارجي يمكن أن يحدث إنتاج الكيروسينيستخدم كوقود للطائرات بثلاثة مكونات بسيطة: ضوء الشمس وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء. أفاد الباحثون في 20 يوليو أن الكيروسين الشمسي يمكن أن يحل محل وقود الطائرات المشتق من البترول في الطيران ويساعد في استقرار انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. جول.

إن حرق الكيروسين المشتق من الطاقة الشمسية يطلق ثاني أكسيد الكربون ، ولكن بقدر ما يستخدم في صنعه ، كما يقول ألدو شتاينفيلد ، المهندس في ETH زيورخ. “هذا يجعل الوقود محايدًا للكربون ، خاصة إذا استخدمنا ثاني أكسيد الكربون الذي يتم التقاطه مباشرة من الهواء.”

الكيروسين هو الوقود المفضل للطيران ، وهو قطاع مسؤول عن حوالي 5 في المائة من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري التي يسببها الإنسان. ثبت أن العثور على بدائل مستدامة أمر صعب ، خاصة بالنسبة للطيران لمسافات طويلة ، لأن الكيروسين مليء بالكثير من الطاقة ، كما تقول عالمة الفيزياء الكيميائية إيلين ستيشيل من جامعة ولاية أريزونا في تيمبي ، والتي لم تشارك في الدراسة.

في عام 2015 ، Steinfeld وزملاؤه تصنيع الكيروسين الشمسي في المختبر، ولكن لم ينتج أحد الوقود بالكامل في نظام واحد في هذا المجال. لذلك وضع شتاينفيلد وفريقه 169 مرآة لتتبع الشمس لعكس وتركيز الإشعاع المكافئ لحوالي 2500 شمس في مفاعل شمسي فوق برج يبلغ ارتفاعه 15 مترًا. يحتوي المفاعل على نافذة للسماح بدخول الضوء ، ومنافذ تزود بثاني أكسيد الكربون وبخار الماء بالإضافة إلى مادة تستخدم لتحفيز التفاعلات الكيميائية المسامية سيريا.

سيريا مسامية في المفاعل الشمسي
داخل المفاعل الشمسي ، يتم تسخين سيريا المسامية (الموضحة) بواسطة ضوء الشمس وتتفاعل مع ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء لإنتاج غاز التخليق ، وهو خليط من غاز الهيدروجين وأول أكسيد الكربون.ETH زيورخ

عند تسخينها بالإشعاع الشمسي ، تتفاعل السيريا مع ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء في المفاعل لإنتاج الغاز التخليقي – خليط من غاز الهيدروجين وأول أكسيد الكربون. يتم بعد ذلك ضخ الغاز التخليقي إلى قاعدة البرج حيث تقوم الآلة بتحويله إلى كيروسين وهيدروكربونات أخرى.

على مدار تسعة أيام من التشغيل ، وجد الباحثون أن البرج حوّل حوالي 4 في المائة من الطاقة الشمسية المستخدمة إلى ما يقرب من 5191 لترًا من الغاز التخليقي ، والذي تم استخدامه لتصنيع كل من الكيروسين والديزل. يقول شتاينفيلد إن هذا الإعداد لإثبات المبدأ أنتج حوالي لتر من الكيروسين يوميًا.

يقول Stechel: “إنه معلم رئيسي” ، على الرغم من الحاجة إلى تحسين الكفاءة حتى تكون التكنولوجيا مفيدة للصناعة. على سبيل المثال ، تحترق طائرة ركاب بوينج 747 حوالي 19000 لتر من الوقود أثناء الإقلاع والصعود إلى الارتفاع المبحر. يقول الباحثون إن استعادة الحرارة غير المستخدمة من قبل النظام وتحسين امتصاص الحرارة في سيريا يمكن أن يعزز كفاءة البرج إلى أكثر من 20 في المائة ، مما يجعله عمليًا اقتصاديًا.



المصدر

ندى عبدالرحمن
مهتمة في العلوم والفضاء خاصةً محبة للتقنية اعمل كاتبة في موقع اراود