Zespół naukowców z Instytutu Technologii w Karlsruhe (TIK) i Uniwersytetu w Toronto zaproponował innowacyjny sposób wykorzystania systemów klimatyzacji i wentylacji do produkcji paliw syntetycznych z dwutlenku węgla (CO2) i wody w powietrzu. Systemy wentylacyjne obsługujące budynki podłączone są do specjalnych urządzeń, które pobierają dwutlenek węgla bezpośrednio z otaczającej atmosfery i przekształcają go w węglowodór, który jest później wykorzystywany jako odnawialne paliwo syntetyczne. Zespół badawczy przedstawił swoją koncepcję produkcji paliwa syntetycznego o nazwie „Crowd oil” w czasopiśmie Nature Communications.
Dziś stężenie CO2 w powietrzu nie jest tak duże, a jego udział wynosi 0,038%, dlatego też trzeba stosować duże systemy filtrujące, które zamieniają więcej mas powietrza w znaczne ilości paliwa. Zespół badawczy pod kierownictwem profesora Dittmeyera i profesora Jeffreya Ozina z Uniwersytetu w Toronto (Kanada) proponuje zdecentralizowaną produkcję sztucznego paliwa poprzez podłączenie specjalistycznego sprzętu do istniejących systemów wentylacji i klimatyzacji. Zdaniem Dittmeiera wymagana do tego technologia jest już dostępna, a łączenie różnych temperatur i materiałów na określonych etapach ma zwiększyć wykorzystanie węgla i zapewnić wysoką wydajność procesu.
„Zamierzamy łączyć technologie oczyszczania powietrza z jednej strony oraz technologie paliwowo-energetyczne z drugiej w taki sposób, aby zminimalizować koszty finansowe i straty energii w procesie syntezy. Ponadto nasze „paliwo powietrzne” może przyciągnąć wielu nowych zwolenników „zwrotu energii”. Prywatne systemy fotowoltaiczne już pokazały, jak dobrze mogą działać”. Jednak przejście z CO2 będzie wymagało dużych ilości energii elektrycznej do produkcji wodoru lub paliw syntetycznych. Produkcja energii elektrycznej nie może wykorzystywać dwutlenku węgla, co oznacza, że nie może ona pochodzić ze źródeł kopalnych. „Potrzebne jest szybkie i powszechne przyjęcie odnawialnych źródeł energii, w tym poprzez instalację systemów fotowoltaicznych w budynkach” - mówi Dittmeyer.
W swojej publikacji Dittmeyer i Ozin przedstawiają analizy ilościowe budynków biurowych, handlowych i energooszczędnych, aby zademonstrować ekonomiczny potencjał instalacji urządzeń do konwersji we wszystkich budynkach. Naukowcy uważają, że znaczna część paliw kopalnych wykorzystywanych w transporcie zostanie zastąpiona „paliwem powietrznym”. Według ich przybliżonych szacunków ilość CO2, jaką można uzyskać z systemów oczyszczania powietrza dwudziestu pięciu tysięcy dużych supermarketów w Niemczech, odpowiada 30% zapotrzebowania konsumentów na naftę i 8% zapotrzebowania na olej napędowy. Dodatkowo istnieje możliwość wykorzystania uzyskanego produktu w przemyśle chemicznym do produkcji uniwersalnego materiału budowlanego.
W swoich badaniach naukowcy opierają się na modelowaniu procesu i wstępnym badaniu jego poszczególnych etapów. Wyniki pokazują, że efektywność energetyczna (stosunek zużycia energii do ilości wytworzonej chemii) powinna wynosić około 50-60 procent, a efektywność węglowa (zawartość zużytych atomów węgla w gotowym paliwie) będzie wynosić prawie sto procent. Aby przetestować wyniki symulacji, naukowcy opracowują w pełni zintegrowany proces z planowaną wymianą dwutlenku węgla na poziomie 1,25 kg / h.
Jednocześnie naukowcy odkryli, że proponowana koncepcja nie jest w stanie w pełni zaspokoić popytu konsumentów na produkty ropopochodne. Kwestia konieczności ograniczenia popytu na paliwa płynne jest nadal paląca, co ma zostać rozwiązane za pomocą nowych rozwiązań w branży transportowej. Pomimo tego, że technologia przetwarzania CO2 jest już w jakiś sposób gotowa do wdrożenia, wciąż jest wiele prac badawczych i inżynieryjnych w tym kierunku.
Autor: proger