پژوهشگران با نور، هوا و بخار آب توانستند سوخت جت تولید کنند

پژوهشگران در موستولس اسپانیا موفق شده‌اند سیستمی در فضای باز با توانایی تولید نفت سفید (کروزن) طراحی کنند که از آن به‌عنوان سوخت جت استفاده می‌شود. نکته‌ی جالب این است که پژوهشگران می‌گویند سیستم طراحی‌شده نفت سفید را با استفاده از نور‌خورشید و دی‌اکسید‌کربن و بخارآب تولید می‌کند.

دانشمندان می‌گویند نفت سفید خورشیدی می‌تواند در صنعت هوانوردی جایگزین سوخت جتِ مشتق‌شده از نفت خام شود و به تثبیت انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک کند. آلدو استاینفلد، پژوهشگر مؤسسه‌ی فناوری فدرال زوریخ (ETH Zurich) می‌گوید:

سوزاندن نفت سفیدِ مشتق‌شده از انرژی خورشیدی دی‌اکسید‌کربن آزاد می‌کند؛ اما فقط به‌اندازه‌ای که برای ساخت آن استفاده می‌شود. این موضوع باعث می‌شود سوخت تولیدی کربن خنثی باشد؛ به‌خصوص اگر از دی‌اکسید‌کربنی استفاده کنیم که مستقیماً از هوا گرفته شده است.

نفت سفید سوخت انتخابی برای صنعت هوانوردی است و داده‌ها نشان می‌دهند حمل‌و‌نقل هوایی حدوداً ۵ درصد از انتشار گازهای گلخانه‌ای انسانی به جوّ زمین را به خود اختصاص می‌دهد. یافتن جایگزین تجدیدپذیر برای نفت سفید، به‌خصوص برای پروازهای طولانی بسیار مشکل است. الن استکل، شیمی‌فیزیک‌دان در دانشگاه دانشگاه ایالتی آریزونا در تمپی، می‌گوید دلیل اصلی این است که نفت سفید انرژی بسیار زیادی در خود دارد و نمونه‌ای تجدیدپذیر با این مقدار انرژی نایاب است.

استاینفلد و همکارانش در سال ۲۰۱۵ توانستند نفت سفید خورشیدی را در شرایط آزمایشگاهی تولید کنند؛ اما از آن زمان تاکنون، هیچ‌کس نتوانسته بود نفت سفید را به‌طورکامل در سیستمی واحد در فضای روباز تولید کند.

در همین زمینه، استاینفلد و اعضای تیمش با استفاده از ۱۶۹ آینه‌ی ردیاب خورشید نور را به درون رآکتوری خورشیدی متمرکز کردند که در بالای برجی ۱۵ متری قرار گرفته بود. دانشمندان می‌گویند استفاده از این تعداد آینه باعث شد تابشی که به رآکتور خورشیدی می‌رسد، معادل تابش ناشی از حدوداً ۲٬۵۰۰ خورشید باشد.

رآکتور یادشده پنجره‌ای برای ورود نور دارد و از درگاه‌هایی برای تأمین دی‌اکسید‌کربن و بخار‌آب استفاده می‌‌کند. همچنین، این درگاه‌ها ماده‌ای را تأمین می‌کنند که در کاتالیز واکنش‌های شیمیایی کاربرد دارد.

ماده‌ی کاتالیزور پس از گرم‌شدن ازطریق تابش خورشید، وارد واکنشی با حضور دی‌اکسید‌کربن و بخار‌آب می‌شود و سینگاز (گاز سنتز) را تولید می‌کند. سینگاز ترکیبی از گاز هیدروژن و مونوکسید‌کربن است. در مرحله‌ی بعد، سینگاز ازطریق لوله به بخش پایینی برج ۱۵ متری منتقل می‌شود و دستگاهی ویژه آن را به نفت سفید و سایر هیدروکربن‌ها تبدیل می‌کند.

ماده‌ی کاتالیزور که در تصویر بالا دیده می‌شود، در داخل رآکتور خورشیدی بر‌اثر نور‌خورشید گرم می‌شود و با دی‌اکسید‌کربن و بخار‌آب واکنش می‌دهد و سینگاز را تولید می‌کند که ترکیبی از گاز هیدروژن مونوکسید‌کربن است.

پژوهشگران متوجه شدند که رآکتور خورشیدی در طول ۹ روز فعالیت توانست حدوداً ۴ درصد از انرژی خورشیدی استفاده‌شده را به تقریباً ۵٬۱۹۱ لیتر سینگاز تبدیل کند. از این مقدار سینگاز برای تولید نفت سفید و گازوئیل استفاده شد. استاینفلد می‌گوید که سیستم طراحی‌شده‌ی او و اعضای تیمش توانست هر‌روز تقریباً یک لیتر نفت سفید تولید کند.

استکل می‌گوید این دستاوردی بزرگ است؛ اما برای استفاده از این فناوری در صنعت باید بهره‌وری آن بهبود پیدا کند. هر فروند هواپیمای مسافربری بوئینگ ۷۴۷ در هنگام برخاست و صعود به ارتفاع کروز تقریباً ۱۹٬۰۰۰ لیتر سوخت مصرف می‌کند. بازیابی گرمای استفاده‌نشده‌ی سیستم و بهبود توانایی‌های ماده‌ی کاتالیزور می‌تواند بهره‌وری سیستم را به بیش از ۲۰ درصد برساند و استفاده‌ی گسترده از آن را از‌لحاظ اقتصادی عملی کند.