Solární reaktor nového systému. Kredit: ETH Zürich.

Solární panely na střeše dnes už nejsou nic moc zvláštního. Představte si ale, že máte na střeše podobné zařízení, které z pouhého slunečního záření a vzduchu vyrábí letecké palivo. Právě takový systém vyvinuli odborníci švýcarské techniky ETH Zürich. Zařízení při umístění na Slunci těží ze vzduchu oxid uhličitý a vodu, které pomocí energie slunečního záření zpracovává na syntetický plyn (syngas), tedy směs vodíku, oxidu uhelnatého a případně oxidu uhličitého. Z něj pak zařízení vyrábí letecké palivo, které je uhlíkově neutrální. Při jeho spálení se uvolní jen tolik uhlíku, kolik bylo použito při jeho výrobě.

Syntetická paliva představují zajímavé řešení při přechodu na méně fosilní ekonomiku. Napodobují konvenční paliva z kapalných uhlovodíku a přitom jsou vyráběna z obnovitelných zdrojů, jako je biomasa, odpad nebo třeba ze vzduchu. Podstatnou výhodou syntetických paliv, že mohou nahrazovat či doplňovat stávající fosilní paliva, takže je lze používat v již existujících motorech a infrastruktuře.

Logo. Kredit: ETH Zürich.

Švýcarský systém tvoří tři jednotky. První z nich lapá potřebné molekuly ze vzduchu. Pomocí absorpce získává vodu a oxid uhličitý, které posílá druhé jednotce. Tou je solární reaktor, který využívá sluneční záření k pohánění chemických reakcí. Součástí této jednotky je parabolický koncentrátor, který soustředí sluneční záření do reaktoru a vytvoří v něm teplotu 1 500 °C. V reaktoru je umístěna struktura z oxidu ceru, která absorbuje kyslík z přicházejícího oxidu uhličitého a z vody. Tím vzniká směs vodíku a oxidu uhelnatého, čili syntetický plyn.

Crescent Dunes Solar Energy Project. Kredit: Amble / Wikimedia Commons.

Syntetický plyn může být využit sám o sobě anebo přechází do třetí jednotky zmíněného systému, kde se z něj stane letecké palivo kerosin nebo třeba metanol. Švýcarský tým již otestoval malou verzi systému o výkonu 5 kW, kterou umístili na střeše budovy, jako nějaký solární panel. Systém byl přerušovaně ozářen Sluncem 7 hodin denně, přičemž každý den vyrobil 32 mililitrů metanolu.

Není to mnoho, ale podle tvůrců je hlavní, že systém funguje. Technologii je možné používat v mnohem větším měřítku a pak pochopitelně vyrobí mnohem více paliva. Mohly by vzniknout solární továrny na palivo, které budou do jisté míry připomínat solární termální elektrárny, rovněž vybavené koncentrátory slunečního záření. Badatelé spočítali, že 10 modulů tohoto zařízení, každý schopný koncentrovat 100 MW solární energie, by mohlo dohromady vyrobit 95 tisíc litrů kerosinu denně. To je na jeden let Airbusu A350 z Londýna do New Yorku a zpět.

Aby tato technologie dodávala veškeré potřebné letecké palivo, tak by musela pokrýt plochu o rozloze asi 45 tisíc kilometrů čtverečních. Zásadní problém je s vysokými vstupními náklady, díky kterým je takto vyráběné palivo dražší než soudobá fosilní paliva, která by mělo nahradit. To se ovšem může změnit, situace se neustále vyvíjí.

Video: Fuels from sunlight and air

Literatura

New Atlas 3. 11. 2021.

Nature online 3. 11. 2021.