Sản xuất xăng cho máy bay từ không khí và năng lượng mặt trời, ước mơ đã trở thành hiện thực

(Tổ Quốc) - Thay vì phải dựa vào việc khai thác nguyên liệu hóa thạch, hiện nay, nhiên liệu phổ biến cho máy bay phản lực có thể sản xuất hoàn toàn sạch và không gây ra khí thải cho môi trường.

Giấc mơ về một hệ thống có thể biến đổi không khí thông thường thành nhiên liệu không còn là viễn tưởng. Aldo Steinfeld, giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Cơ khí và Quy trình của Đại học Zurich, đã phát triển một hệ thống lọc dùng năng lượng mặt trời có khả năng chuyển đổi không khí thông thường thành nhiên liệu kerosene cho máy bay phản lực.

Trong một thử nghiệm kéo dài 2 năm tại Đại học ETH Zurich, hệ thống lọc dùng năng lượng mặt trời của ông Steinfeld đã được kiểm chứng về tính khả thi và mở ra khả năng mở rộng dự án.

Bằng cách sử dụng năng lượng mặt trời, hệ thống này chiết xuất khí CO2 và nước từ không khí, sau đó phân tách chúng và tổng hợp thành một hỗn hợp khí, bao gồm Hydro và khí CO. Hỗn hợp khí này sau đó được chế biến thành kerosene để làm nhiên liệu cho máy bay.

Theo ông Steinfeld, 'Việc thiết kế buồng phản ứng dùng năng lượng mặt trời là một thách thức lớn. Chúng tôi phải đánh giá hiệu suất của lò phản ứng dựa trên 5 chỉ số chính và đánh giá theo kinh nghiệm để xác định mức độ ổn định khi hoạt động, cũng như tích hợp đầy đủ vào trong tòa tháp sản xuất nhiên liệu'.

Từ một thử nghiệm nhỏ, dự án đã phát triển thành một quy mô lớn như hiện tại với mục tiêu xác định hiệu suất kinh tế của công nghệ khi tăng cường chuyển đổi năng lượng mặt trời thành kerosene.

Để hỗ trợ việc biến dự án nghiên cứu thành hiện thực, Synhelion, một công ty con được tách ra từ Phòng Thí nghiệm Myas của ETH Zurich, đã lên kế hoạch triển khai tháp sản xuất nhiên liệu bằng năng lượng mặt trời ở quy mô công nghiệp tại Julich, Đức. Vào tháng Ba vừa qua, hãng Swiss International Air Lines thông báo sẽ là hãng hàng không đầu tiên sử dụng kerosene sản xuất từ năng lượng mặt trời này cho máy bay của họ.

Thành công của thử nghiệm này là một bước quan trọng để mở rộng quy mô dự án. Steinfeld cho biết, một nhà máy sản xuất nhiên liệu bằng năng lượng mặt trời quy mô công nghiệp có thể thu thập 100MW điện mặt trời để sản xuất khoảng 9 triệu gallon (gần 41 triệu lít) nhiên liệu mỗi năm.

Quá trình sản xuất nhiên liệu này bao gồm 3 giai đoạn chuyển đổi liên tục. Trước tiên, tháp hút không khí xung quanh để chiết xuất khí CO2 và nước, sau đó sử dụng chất oxy hóa khử CeO2, kết hợp với năng lượng mặt trời để nung nóng các hóa chất, biến CO2 và nước thành một hỗn hợp khí Hydro và CO. Giai đoạn ba là hóa lỏng hỗn hợp khí này, biến nó thành các HydroCarbon dạng lỏng, có thể sử dụng như kerosene cho máy bay.

Điều đáng chú ý nhất trong quá trình này là nó hoàn toàn trung hòa Carbon, khi sử dụng năng lượng mặt trời để sản xuất và chỉ thải ra lượng CO2 tương đương với lượng được chiết xuất trong quá trình sản xuất. Thậm chí nếu toàn bộ vật liệu xây dựng tháp được sản xuất bằng năng lượng tái tạo, toàn bộ quá trình này sẽ không tạo ra bất kỳ phát thải nào.

Trong khi nhiều nghiên cứu về giảm lượng phát thải Carbon thường tập trung vào xe điện, nhưng lại ít quan tâm đến ngành hàng không - một ngành công nghiệp đóng góp không nhỏ vào tình trạng ô nhiễm không khí. Đó là lý do mà ông Steinfeld chú trọng vào dự án này.

'Chúng ta có thể tránh được phát thải bằng cách thay thế nhiên liệu hóa thạch bằng nhiên liệu bay được sản xuất từ năng lượng mặt trời.' Ông Steinfeld nói. 'Cần lưu ý rằng, loại kerosene này hoàn toàn tương thích với hạ tầng hiện có để lưu trữ, phân phối và sử dụng cho động cơ máy bay, cũng có thể trộn với kerosene từ nguồn gốc hóa thạch. Do đó, kerosene sản xuất từ năng lượng mặt trời có thể giúp ngành hàng không trở nên bền vững hơn.'

Tham khảo Popular Mechanics, Vice, Business Insider