二氧化碳和水是汽油燃燒后的主要產(chǎn)物,。使用太陽能能不能將燃燒過程逆轉(zhuǎn),？這聽起來好像是天方夜譚，不過,，美國科學(xué)家正在將它變?yōu)楝F(xiàn)實,。
建造“液體太陽燃料”工廠
美國核安全管理局所屬桑迪亞國家實驗室科學(xué)家正在建造一個模型,，嘗試用聚焦的太陽能將二氧化碳變成一氧化碳，從而實現(xiàn)為二氧化碳進(jìn)行化學(xué)方式的“充電”,。一氧化碳可以用來制造氫氣，也可作為合成甲醇,、汽油,、柴油、噴氣發(fā)動機(jī)燃料等液體燃料的基礎(chǔ)原料,。該實驗室的研究人員把通過這種方式得到的液體燃料稱為“液體太陽燃料”,。
正在建造的這個模型裝置稱為反轉(zhuǎn)環(huán)接受器、反應(yīng)器和同流換熱器(CR5),，通過兩個截然不同的步驟,，它可以使二氧化碳的一個碳———氧鍵斷裂，生成一氧化碳和氧氣,。這是利用陽光把二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)槿剂系恼麄€探索計劃中最重要的一部分,。
CR5的發(fā)明者里奇•戴弗說，設(shè)計這套裝置的最初想法是把水分解成氫氣和氧氣,，氫氣可作為未來氫經(jīng)濟(jì)的燃料,。后來，研究團(tuán)隊提出可用CR5將二氧化碳分解,，就像分解水那樣,。在過去幾年中，他們的概念已獲得證明,，而且正在完成一個利用聚焦的太陽能為二氧化碳進(jìn)行“充電”的模型裝置,，由此產(chǎn)生的一氧化碳、氫氣和氧氣最終將在后續(xù)系統(tǒng)中被用來合成液體燃料,。
讓二氧化碳可循環(huán)使用
桑迪亞實驗室燃料和能源轉(zhuǎn)換部經(jīng)理艾倫•斯特科爾介紹說,，科學(xué)家早就知道，循環(huán)利用二氧化碳從理論上講是可以的,，但大多認(rèn)為要做到技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上實用可行是不太可能的,，所以這方面的研究熱情一直不高。但桑迪亞實驗室的研究團(tuán)隊不僅認(rèn)為它可行,，而且已經(jīng)設(shè)計出完全符合他們期望的模型,，并通過一個巧妙可行的兩步過程成功地將二氧化碳分解。
斯特科爾承認(rèn),，此項發(fā)明的動力之一緣于全球?qū)p少溫室氣體排放的迫切需求,。雖然這項發(fā)明成果可能還需要15年—20年才會有商業(yè)化產(chǎn)品進(jìn)入市場，但它的前景非常光明,。因為它不僅能夠減少二氧化碳的排放,，同時還讓我們得以保留現(xiàn)有的選擇,，繼續(xù)使用我們熟悉和喜歡的燃料。斯特科爾指出,，將二氧化碳作為循環(huán)使用的燃料,，顯然要比埋藏它更具吸引力。
這項發(fā)明的激動人心之處在于,，它將使化石燃料最少可以被使用兩次,，這意味著排放到大氣中的二氧化碳將減少，從地下開采石油的速度也會減緩,。比如,，煤炭在清潔的火力發(fā)電廠燃燒后，釋放出的二氧化碳將被捕獲,，然后在CR5中被還原成一氧化碳,。作為初始原料，一氧化碳可以用來制造汽油,、噴氣燃料,、甲醇及其他類型的液體燃料。
難怪美國國防部高級研究計劃局對此技術(shù)也極為關(guān)注,，已表示愿意掏錢資助他們,。
從空氣中“開采燃油”
液體燃料的應(yīng)用前景意義重大，因為它完全適合現(xiàn)有的汽油和石油基礎(chǔ)設(shè)施,。由一氧化碳制得的合成燃料可以通過輸油管道或運輸卡車輸送到加油站,，就像現(xiàn)在從石油煉制出的汽油一樣。還有一點也很重要,，那就是裝有普通的汽油或柴油發(fā)動機(jī)的車輛使用液體燃料也可以正常工作,。
該發(fā)明的合作者吉姆•米勒說，他們計劃的第一步是先從發(fā)電廠,、煙囪和釀酒廠等比較集中的源頭來捕獲二氧化碳,，但該發(fā)明的最終目標(biāo)是從空氣中把二氧化碳提取出來。將來一個包含從大氣中捕獲二氧化碳裝置的系統(tǒng)最終會產(chǎn)生碳中性的液體燃料,。
米勒說,，這項研究的總體目標(biāo)是利用這個模型來證明CR5概念的可行性，同時測定如何把小規(guī)模試驗獲得的結(jié)果擴(kuò)展到實際裝置,。他認(rèn)為,，和將來逐步發(fā)展出的設(shè)施相比，現(xiàn)在的設(shè)計是很保守的,。
戴弗表示,，模型將在明年早些時候完成。他們計劃首先進(jìn)行把水分解成氫氣和氧氣的試驗，然后再試驗將二氧化碳分解成一氧化碳和氧氣,。
桑迪亞實驗室的研究團(tuán)隊已經(jīng)證明,，上述化學(xué)過程可以重復(fù)進(jìn)行，經(jīng)過多次循環(huán)也不會造成性能損失,，而且循環(huán)時間也足夠短,。下一步要做的就是，讓所有的事情在一個連續(xù)工作的裝置中完成,。
