Tháp nhiệt mặt trời biến CO2 và nước thành nhiên liệu

Thứ Hai, 01 Tháng Tám 20229:00 SA(Xem: 484)
Tháp nhiệt mặt trời biến CO2 và nước thành nhiên liệu

Tháp nhiệt mặt trời thí điểm đặt tại Tây Ban Nha. Ảnh: ETH Zurich

Tháp nhiệt mặt trời thí điểm đặt tại Tây Ban Nha. Ảnh: ETH Zurich

Dự án thí điểm này hoạt động bằng cách sử dụng 169 tấm gương phản xạ - mỗi tấm có diện tích bề mặt 3 m2 - để chuyển hướng ánh nắng đến một lỗ rộng 16 cm trong lò phản ứng đặt trên đỉnh tháp trung tâm cao 15 m. Lò phản ứng này nhận được năng lượng trung bình khoảng 50 kW.

Năng lượng sau đó được sử dụng để điều khiển chu trình oxy hóa khử-nhiệt hóa hai bước. Nước và carbon dioxide (CO2) tinh khiết được đưa vào phản ứng oxy hóa khử dựa trên nguyên tố cerium để chuyển đổi thành hydro và carbon monoxide (CO), hoặc khí tổng hợp. Vì tất cả đều được thực hiện trong một buồng duy nhất, nên tỷ lệ nước và CO2 có thể được điều chỉnh để quản lý chính xác thành phần của khí tổng hợp.

Khí tổng hợp này cuối cùng được đưa đến buồng hóa lỏng khí (GtL) ở dưới cùng của tháp, tạo ra một hỗn hợp lỏng chứa 16% dầu hỏa và 40% dầu diesel, cùng một hỗn hợp sáp với 7% dầu hỏa và 40% dầu diesel.

Mô phỏng tháp nhiệt mặt trời biến CO2 và nước thành nhiên liệu. Ảnh: ETH Zurich

Mô phỏng tháp nhiệt mặt trời biến CO2 và nước thành nhiên liệu. Ảnh: ETH Zurich

Các nhà nghiên cứu đã chạy hệ thống trong 9 ngày, với 6 - 8 chu kỳ một ngày tùy vào điều kiện thời tiết. Mỗi chu kỳ kéo dài trung bình 53 phút và tổng thời gian thí nghiệm là 55 giờ. Một số chu kỳ đã phải dừng lại do quá nóng, khi nhiệt độ trong lò phản ứng tăng quá mức mục tiêu 1.450°C đến nhiệt độ tới hạn là 1.500°C.

Tổng cộng, hệ thống thí điểm đã sản xuất khoảng 5.191 lít khí tổng hợp trong 9 ngày đó. Để hình dùng về quy mô của hệ thống, một chiếc Boeing 787 Dreamliner có dung tích nhiên liệu lên tới 126.372 lít có thể bay 14.140 km, gần bằng khoảng cách từ New York đến Thành phố Hồ Chí Minh.

Nhóm nghiên cứu cho biết hiệu suất tổng thể của hệ thống (được đo bằng hàm lượng năng lượng của khí tổng hợp theo tỷ lệ phần trăm của tổng năng lượng mặt trời đầu vào) mới chỉ đạt khoảng 4% trong quá trình triển khai này, nhưng họ tin rằng có thể tăng lên 20% bằng cách thu hồi, tái chế nhiều nhiệt hơn và làm thay đổi cấu trúc của cerium.

"Chúng tôi là những người đầu tiên chứng minh toàn bộ chuỗi quy trình nhiệt hóa từ nước và CO2 đến dầu hỏa trong một hệ thống tháp năng lượng mặt trời tích hợp hoàn toàn", Giáo sư Aldo Steinfeld từ Viện Kỹ thuật liên bang Thụy Sĩ (ETH Zurich), tác giả chính của nghiên cứu, nhấn mạnh. "Tháp năng lượng mặt trời này được thiết lập phù hợp với việc triển khai công nghiệp, đặt ra một cột mốc công nghệ hướng tới sản xuất nhiên liệu hàng không bền vững".

Chi tiết nghiên cứu đã được đăng trên tạp chí Joule hôm 20/7.

Đoàn Dương (Theo New Atlas)

Gửi ý kiến của bạn
Tên của bạn
Email của bạn
Thứ Năm, 23 Tháng Mười Một 20179:00 SA
Trí tuệ nhân tạo (artificial intelligence - AI) giờ xuất hiện ở khắp mọi nơi. Nó là thứ được sử dụng để trả lời email tự động trên Gmail, học cách lái xe cho chúng ta ngồi chơi, sắp xếp l
Thứ Năm, 23 Tháng Mười Một 20173:00 SA
Giới truyền thông Mỹ vừa cung cấp những hình ảnh cho thấy máy bay do thám thế hệ mới nhất của Lầu Năm Góc đã xuất hiện tại Vùng 51 chứ không chỉ dừng lại ở bản vẽ thiết kế.
Thứ Tư, 22 Tháng Mười Một 20174:00 CH
Facebook đã quyết định đầu tư 430 triệu USD để xây một trang trại điện gió cung cấp năng lượng cho một trung tâm dữ liệu của công ty vận hành mạng xã hội lớn nhất thế giới này ở bang Nebrask, Mỹ.
Thứ Ba, 21 Tháng Mười Một 201711:59 SA
Dựa vào phân tích gương mặt ứng viên, các nhà khoa học có thể đưa ra dự đoán khá chính xác về nhà lãnh đạo được cử tri yêu thích.
Thứ Ba, 21 Tháng Mười Một 20177:00 SA
Arrivo, công ty được thành lập bởi Brogan BamBrogan, cựu kỹ sư của SpaceX và Hyperloop One, cho biết họ đang hợp tác với chính quyền
Thứ Hai, 20 Tháng Mười Một 201711:59 SA
Dựa trên nhiều tiêu chí, công ty nghiên cứu thị trường Juniper Reserach đã chọn ra 5 thành phố thông minh nhất thế giới bao gồm Singapore, Barcelona, Luân Đôn, San Francisco và Oslo.
Thứ Hai, 20 Tháng Mười Một 20176:00 SA
Không phải lúc nào cũng cần test IQ để biết trí thông minh, bởi có những đặc điểm của người thông minh đã được khoa học kiểm chứng
Thứ Hai, 20 Tháng Mười Một 20174:00 SA
Những robot này đều là các nguyên mẫu tiền đề để Hanson Robotics tạo ra Sophia.
Thứ Hai, 20 Tháng Mười Một 20171:00 SA
Trạm quan sát Nam Âu (ESO) ngày 15/11 cho biết đã phát hiện một hành tinh ngoài Hệ Mặt trời có các điều kiện về lý thuyết con người có thể sinh sống được.
Chủ Nhật, 19 Tháng Mười Một 20177:00 CH
Các kỹ sư cơ khí ở Đại học Carnegie Mellon đã phát triển một loại transitor ở thể lỏng từ hợp kim của indium và gallium mở ra tiềm năng sản xuất các thiết bị máy tính mềm dẻo, dễ uốn và có thể gấp gọn.