Üzemanyag napenergiából? Lehetséges!
Egy újonnan létrejött európai konzorcium több optikai és kémiai folyamat kombinálásával szén-dioxidból és zöldhidrogénből is képes üzemanyagot előállítani. Az egyelőre kísérleti szintű eljárást napenergiával, mesterséges fénnyel és plazmonikus fűtéssel hajtják végre, az ún. Spotlight projekt keretében.
A kis és közepes kibocsátóktól (vagyis évi egy megatonnánál kisebb forrásokból) származó koncentrált szén-dioxid metánná és szén-monoxiddá alakítható, majd ezekből, voilá: metanol lesz – foglalja össze a Spotlightról írt cikkében az IEEE Spectrum. Ha minden a tervek szerint alakul, a jövő vegyipari üzemeinek kapcsolt része lehet a hasznos melléktermék előállítása, amivel erősödnek a dekarbonizációs törekvések – vetítette előre Nicole Meulendijks, a projektet koordináló Holland Alkalmazott Tudományos Kutatószervezet munkatársa.
A konzorcium célja az, hogy a vizet, a szén-dioxidot, a nitrogént és a hidrogént szoláris erővel vegyék rá különböző kémiai reakciók beindítására. Ez tulajdonképpen a napenergia palackozását és huzamosabb ideig történő tárolását jelenti, ami első és második hallásra is vonzó ötlet, de egyelőre semmi sem garantálja, hogy versenyképes lesz a kőolajszármazékokkal szemben.
A megoldás tényleg bravúros – főleg a plazmonikus fűtés miatt, ami nagyjából a vezetési elektronok intenzív mozgatását jelenti – egy fémfelület megvilágításával. Ilyen módon nincs szükség hatalmas, csak komoly környezeti hatások árán telepíthető napelemmezők energiájára, hiszen elég egy kis mennyiségű tükör, illetve a mesterséges fotoszintézis – amelynek természetből ismert folyamata ugyebár vízből és szén-dioxidból állítja elő a növény „üzemanyagát”.
A Spotlight Konzorcium egyik résztvevője a Német Légügyi Központ, amelynek döbbenetes hatékony naperőműve egy méhsejtes tükörrendszer segítségével akár ötezerszeresére is képes növelni, majd egy adott pontra koncentrálni a beérkező fényenergiát. A „varázslat” itt történik, egy reaktorban, ami két üveglapból, illetve a közéjük préselt áramoltatócsatornákból áll. Utóbbi elemeket plazmonikus fém nanorészecskékkel burkolják, hogy hatékonyabban nyeljék el a napfény bizonyos hullámait, és olyan kémiai reakciókat idézzenek elő, amelyek üzemanyaggá alakítják az együttműködő partnerek által előállított szén-dioxidot és a zöldhidrogént.
A folyamat merőben különbözik minden más, szoláris üzemanyag gyártására törekvő kísérlettől, hiszen ez az első olyan eset, amikor a napfényt nem a reaktor közvetlen fűtésére használják. További előny, hogy plazmonkatalizátorok lehetővé teszik az elnyelési spektrum hangolását – a nanorészecskék méretének és alakjának változtatásával. A termelés elvileg a nap 24 órájában és felhős időjárás mellett is folyamatos lehet, hiszen a rendszer mesterséges fénnyel ugyanolyan jól működik, így fejlesztenek hozzá egy közel napfény erősségű LED-forrást – jelentette be Meulendijks.
A Spotlight Konzorcium három évet adott magának az erőmű megépítésére, és ebből egy már le is telt. Ez idő alatt eljutottak addig, hogy a reaktor kész, már csak optimalizálni kell: meg szeretnék például állapítani azt, hogy a plazmonikus fémmel bevont csatornák maximum mennyi katalizátoranyagot képesek befogadni.
Gábor János, Okosipar.hu