研究人员设计了一种燃料生产系统，利用水、二氧化碳和阳光生产航空燃料。他们已经在现场实施了该系统，该设计于7月20日发表在《焦耳》杂志上，可能有助于航空业实现碳中和。

苏黎世理工学院教授、论文通讯作者奥尔多·斯坦菲尔德（Aldo Steinfeld）（@solarfuels）说：“我们是第一个在完全集成的太阳能塔系统中演示从水和二氧化碳到煤油的整个热化学过程链的人。”据悉，以前利用太阳能生产航空燃料的尝试大多在实验室进行。

造成气候变化的全球人为排放量约有5%是由航空行业造成的。它严重依赖煤油或喷气燃料，这是一种通常从原油中提取的液态碳氢化合物燃料。目前，在全球范围内，没有清洁的替代方案来为长途商业航班提供动力。

斯坦菲尔德说：“通过我们的太阳能技术，我们已经证明，我们可以从水和二氧化碳中生产合成煤油，而不是从化石燃料中提取。喷气发动机在煤油燃烧过程中排放的二氧化碳量等于在太阳能发电厂生产过程中消耗的二氧化碳量。这使燃料成为碳中和的，特别是如果我们使用直接从空气中捕获的二氧化碳作为成分，希望在不久的将来。”

作为欧盟太阳能转化为液体项目的一部分，斯坦菲尔德和他的同事开发了一种利用太阳能生产滴入式燃料的系统，这种燃料是煤油和柴油等化石燃料的合成替代品。斯坦菲尔德说，太阳能制造的煤油与现有航空基础设施完全兼容，用于燃料储存、分配和喷气发动机的最终用途。他补充说，它也可以与化石衍生的煤油混合。

2017年，该团队开始扩大设计规模，并在西班牙IMDEA能源研究所建造了一座太阳能燃料生产厂。该电站由169块太阳跟踪反射板组成，这些反射板将太阳辐射重定向并集中到安装在塔顶的太阳能反应堆中。然后，集中的太阳能驱动太阳能反应器中的氧化还原（redox）反应循环，该反应器包含由氧化铈制成的多孔结构。二氧化铈不被消耗，但可以反复使用，它将注入反应器的水和二氧化碳转化为合成气，即氢气和一氧化碳的定制混合物。随后，合成气被送入气液转换器，在那里最终被加工成包括煤油和柴油在内的液态烃燃料。

斯坦菲尔德说：“这座太阳能塔式燃料厂是在与工业实施相关的设置下运行的，为生产可持续航空燃料树立了一个技术里程碑。”

在论文中报道的该工厂九天的运行期间，太阳能反应堆的能效（将太阳能输入转化为所生产合成气的能量含量的部分）约为4%。斯坦菲尔德说，他的团队正在加紧改进设计，将效率提高到15%以上。例如，他们正在探索优化氧化铈结构以吸收太阳辐射的方法，并开发回收氧化还原循环中释放的热量的方法。

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