Đang trên đường hướng tới hàng không trung tính CO2

Đang trên đường hướng tới hàng không trung tính CO2

    Đang trên đường hướng tới hàng không trung tính CO2
    bởi Học viện Công nghệ Karlsruhe

    On the way towards CO2-neutral aviation
    Cơ sở nghiên cứu KEROGREEN với lò phản ứng plasma trong khuôn viên KIT. Ảnh: Amadeus Bramsiepe, KIT
    Di chuyển bằng máy bay mà không thải thêm CO2 — điều này có thể thực hiện được với nhiên liệu tổng hợp được sản xuất từ ​​nước và không khí xung quanh với sự trợ giúp của năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, số lượng lớn sẽ được yêu cầu. Một quy trình sản xuất mới được phát triển trong khuôn khổ dự án nghiên cứu KEROGREEN sử dụng công nghệ plasma tiên tiến để thực hiện điều này. Các đối tác nghiên cứu đã xây dựng một cơ sở sản xuất đầu tiên tại Viện Công nghệ Karlsruhe (KIT).

    Giao thông hàng không trung hòa CO2 là một thách thức lớn. Giáo sư Peter Pfeifer từ Viện Kỹ thuật Quy trình Vi mô của KIT cho biết: “Pin, hydro và các dung dịch lai hầu như không phù hợp vì mật độ năng lượng của chúng quá nhỏ. Ông là một trong những người phát ngôn của dự án nghiên cứu KEROGREEN. "Nhiên liệu sinh học cần các khu vực canh tác và do đó, cạnh tranh với sản xuất lương thực và bảo tồn môi trường tự nhiên."

    Để cho phép hoạt động hàng không trung tính với CO2 như nhau, Pfeifer và các đối tác của KEROGREEN đã khám phá ra một lựa chọn khác: Dầu hỏa từ không khí và nước. "Khi sử dụng năng lượng tái tạo và CO2 trực tiếp từ khí quyển, chúng ta có một vòng lặp carbon khép kín. Chúng ta thậm chí có thể tiếp tục sử dụng cơ sở hạ tầng hiện có để lưu trữ, vận chuyển, tiếp nhiên liệu cho máy bay và công nghệ động cơ." Hơn nữa, vì dầu hỏa tổng hợp xanh sẽ không tạo ra bất kỳ khí thải lưu huỳnh nào, nên lượng phát thải bồ hóng và nitơ oxit (NOx) sẽ giảm.

    Để sản xuất đủ số lượng dầu hỏa, các đối tác của KEROGREEN đã phát triển một quy trình có thể mở rộng dựa trên công nghệ plasma sáng tạo và phù hợp với thùng vận chuyển. KEROGREEN có thời hạn 4 năm rưỡi. Công việc được điều phối bởi Viện Nghiên cứu Năng lượng Cơ bản của Hà Lan (DIFFER) ở Eindhoven. Một cơ sở nghiên cứu đã được xây dựng tại KIT. Công nghệ hiện đang trong giai đoạn tích hợp hệ thống cuối cùng. Các thành phần đã được kết nối với nhau, trong khi đã đạt đến các mức độ trưởng thành khác nhau. Pfeifer nói: “Quy trình sản xuất mới rất thân thiện với tài nguyên, vì không cần tài nguyên quý hiếm.

    Công nghệ plasma tiên tiến để phân ly CO2

    Quá trình này bao gồm ba bước chính: Đầu tiên, CO2 từ không khí xung quanh được đưa vào lò phản ứng, trong đó nó được phân ly thành carbon monoxide (CO) và oxy nhờ plasma tạo ra với bức xạ vi sóng. Sau đó, oxy được loại bỏ.

    Trong lò phản ứng thứ hai, CO được chuyển thành hydro bằng phản ứng chuyển dịch khí trong nước. Hydro này và CO còn lại (khi kết hợp được gọi là khí tổng hợp) được chuyển thành hydrocacbon bằng quá trình tổng hợp Fischer-Tropsch trong lò phản ứng thứ ba. Các hydrocacbon phân tử cao không thể dùng để sản xuất dầu hỏa được phân ly bên trong. Cuối cùng, thành phần cơ bản của nhiên liệu hàng không thu được. Nguyên liệu thô này sau đó có thể được tinh chế thành dầu hỏa hoặc được sử dụng để tích trữ năng lượng.

    Lý tưởng cho việc sử dụng phi tập trung với năng lượng tái tạo

    Theo kết quả thu được của các nhà nghiên cứu, các cơ sở lên đến dải megawatt sẽ có thể thực hiện được với công nghệ plasma mới. Nhưng nó cũng có thể được sử dụng trong các cơ sở sản xuất quy mô container nhỏ, phi tập trung.

    "Các cơ sở trong tương lai sẽ có dạng mô-đun và có thể mở rộng. Chúng có thể được tích hợp trong một công viên gió ngoài khơi hoặc một công viên năng lượng mặt trời trên sa mạc", Pfeifer nói. "Nếu không có gió hoặc mặt trời, lò phản ứng plasma sẽ tạm thời tắt và khởi động lại khi có năng lượng." Kết quả của dự án bây giờ sẽ được phân tích kỹ lưỡng. Một số đã được các đối tác trong ngành sử dụng để thực hiện các bước quy trình nhất định.

    Zalo
    Hotline