Forskere fremstiller flybrændstof af CO2, vand og sollys

Vand, kuldioxid og koncentreret sollys. Mere skal der faktisk ikke til for at fremstille petroleum, der kan bruges som miljøvenligt flybrændstof. Det har europæiske forskere vist i et lille demonstrationsanlæg, der gav et glasfuld af den eftertragtede petroleum.

Ved høje temperaturer kan kuldioxid (CO2) og vand (H2O) omdannes til brint (H2), kulilte (CO) og ilt (O2). Blandingen af kulilte og brint – syntesegas – kan forvandles til flydende kulbrinter via Fischer-Tropsch-processen, men det kræver, at ilten først er fjernet. Det har faktisk været den største udfordring for kemikerne.

Læs også: British Airways brygger flybrændstof af affald

Forskerne fra det EU-støttede projekt Solar-Jet, der er en forkortelse for Solar chemical reactor demonstration and Optimization for Long-term Availability of Renewable JET fuel, valgte at bruge ceriumoxid (CeO2) til at komme af med ilten.

Selve solreaktoren er udviklet af forskerne hos ETH Zürich. (Foto: Solar-Jet) Illustration: Solar-Jet

Først opvarmes ceriumoxid til 1.500 grader celsius i solreaktoren. Ved den temperatur afgiver stoffet ilt, som suges ud af reaktoren. Så lukkes der vand og kuldioxid ind, og ved 700 grader celsius dannes der nu kulilte, brint og ilt. Ilten optages af den reducerede ceriumoxid, så den rene syntesegas kan fjernes og blive til petroleum.

Læs også: Dong og finsk partner vil forvandle halm til flybrændstof

Forskerne skal nu i gang med at optimere processen, og så vil det vise sig, om den er økonomisk rentabel. I laboratoriet blev der brugt kunstigt sollys, men målet er et fuldskalaanlæg, der kan producere 20.000 liter jetbrændstof om dagen ved hjælp af ægte solenergi.

Spejle fordelt på en kvadratkilometer landjord skal sende sollys op i et tårn, hvor det skal samles i en 50 kW reaktor. Først skal effektiviteten i processen dog stige fra de nuværende 1,73 procent til 15 procent.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Solenergi 1367 J/m^2 *s Keroseneenergi 46200 kJ/kg En Dreamliner flyver 230 m/liter svarende til 288 m/kg hvilket giver: Forbrug: 3,5 Ton / 1000 km

Solenergi på et areal svarende til 100km * 100km =10000km^2 Hvor lang tid vil det tage at få solenergi nok på det areal til at flyve: Keroseneenergiforbrug/Solenergi60600,15*10000 = 22 timer

mon vi kan tillade os at inddrage så meget land til 1000 km flyvning.

http://news.nationalgeographic.com/news/en... http://www.engineeringtoolbox.com/fuels-hi... http://da.wikipedia.org/wiki/Solenergi

  • 0
  • 0

Hvor lang tid vil det tage at få solenergi nok på det areal til at flyve: Keroseneenergiforbrug/Solenergi60600,1510000 = 22 timer

  • 0
  • 0

Jeg er ikke enig i dit resultat. Kan du ikke skrive udregningen uden formatering? Det går helt i skoven med formel-fremvisningen.

  • 0
  • 0

Jeg har på fornemmelsen at kæden hopper pga. forskellen mellem m^2 og km^2 De 22 timer fremkommer med følgende formel: (3500kg * 46200kJ/kg)/(0,15 * 1367W/m^2 * 10000m^2)=78.858s=22 timer

ovenstående areal synes jeg ikke er voldsomt at inddrage pr. døgn for at kunne flyve 1000 km.

Tager man udgangspunkt i de 100km*100km så giver det lidt noget andet:

(3500kg * 46200kJ/kg)/(0,15 * 1367W/m^2 * 10000km^2)=78ms eller på en anden måde:

(288m/kg * 246060s)/((46200kJ/kg)/(0,15 * 1367W/m^2 * 10000km^2))=1,1 * 10^9km nok til at flyve godt 1 mia. km.

  • 0
  • 0

Hmm Hmm

De 1367 W/m^2 er vist solarkonstanten du hentyder til. Den mængde energi kommer aldrig i nærheden af en kvadratmeter på jordens overflade. Den gennemsnitlige indstråling i jordhøjde er vist 240-250 W/m^2.

  • 0
  • 0

Tror der skulle stå:

Kerosene x energiforbrug / Solenergi x 60 x 60 x 0,1510000 = 22 timer

ing.dk fik for et års tid siden den geniale idé at det var skidesmart at inddrage * i stedet for som tidligere [/i] til at omformattere til kursiv.

Siden er der gået fuldstændigt ged i det, når debattører forsøger at opstille en formel.

  • 0
  • 0

Vi kunne også bare tage den "simple" beregning...

De regner med at et fuldskala anlæg på 1 km^2 kommer til at producere 20.000 liter om dagen. Jet fuel vejer ifølge Wikipedia 0,81 kg/l (jeg var doven).

Så dagsproduktionen må give 16.200 kg jet fuel, divider det med 3.500 kg og det giver nok til lidt over 4600 kilometers flyvning om dagen.

Så har vi også medtaget forskernes effektivitetsreduktion, reaktorbegrænsninger mv., uden at fumle rundt med energier, tider og arealer og lave den ene fejl efter den anden?

  • 0
  • 0

Hvor skal CO2 komme fra ?

I atmosfæren er koncentrationen kun nogle få hundrede ppm.

Selv fra kulkraftværker er der meget N2 / O2 og andet i røggassen. Og der virker lidt tosset at gå via et kulkraftværk først - for at lave flybrændstof.

Det lugter mere af science / politisk spin / funding end en praktisk løsning.

  • 0
  • 0

1 kvadratmeter bliver hvert sekund belyst med 1367 J ideelt set. (ingen skyer, strålingen vinkelret på) http://da.wikipedia.org/wiki/Solenergi

1kg flybrændstof indeholder 46200000 j. http://www.engineeringtoolbox.com/fuels-hi...

Med en 1 kvadratmeter skal der altså 46200000 J/1367J = 33796 sekunder til at lave et kilo flybrændstof svarende til 9,4 timer, men med en virkningsgrad på 15 % giver det 62,8 timer. En mellemdistance jet flyver 0.23 kilometer per liter, en liter svarer til 0.8 kg flybrændstof svarende til 0,288 kilometer / kg Til 1000 kilometer bruges 1000/0,288 =3472 kilo 3472 kilo vil tage 62,8 x 3472 = 21804 timer at lave på m^2 solenergi ideel set. Hvis man havde en solcelle på 1000m x 1000 m = 1000000 m^2 vil det tage 0,218 timer. Og jeg snakkede om 100km x 100km Så jeg var lidt for hurtig i replikken .

For U.S. airlines, domestic flights now average 0.54 aircraft-mile per gallon of jet fuel (0.23 kilometer per liter), http://news.nationalgeographic.com/news/en...

>

@ De regner med at et fuldskala anlæg på 1 km^2 kommer til at producere 20.000 liter om dagen. Jet fuel vejer ifølge Wikipedia 0,81 kg/l (jeg var doven).

Ja det er rigtigt, så de regner med mindre solindstråling. Med 1367 J / m^2 giver det omkring 30000 liter om dagen.

  • 0
  • 0

Hvor skal CO2 komme fra ? I atmosfæren er koncentrationen kun nogle få hundrede ppm. Selv fra kulkraftværker er der meget N2 / O2 og andet i røggassen. Og der virker lidt tosset at gå via et kulkraftværk først - for at lave flybrændstof. Det lugter mere af science / politisk spin / funding end en praktisk løsning.

Præcis min tanke! CO2 er en velkendt metode til at forøge indvindingsgraden i oliereservoirer, men den store udfordring er at det er meget dyrt/besværligt at fremskaffe tilstrækkelige mængder CO2 i en renhedsgrad der er tilstrækkelig. Og her er der kun tale om CO2 i 90-95% koncentration. hvor rent skal gassen være for at indgå i denne proces? Og hvor stor en mængde energi kræver det at rense gassen? Hvis dette kan gøres relativt billigt kan jeg se en ide i at placerer sådanne reaktorer i umiddelbar nærhed af kraftværker, der således vil kunne genbruge deres udstødning som drivmiddel (selvom det nok er en bedre forretning at sælge det som petroleum), men jeg har svært ved at tro at det kan blive rentabelt med omkostningerne der givetvis må være forbundet med rensning/separering af røggassen.

  • 0
  • 0

Pointen er vel stadig den samme - selv om man altså ikke behøver at dække hele Fyn og Sjælland med solceller for at flyve til Paris:

Olie er utroligt koncentreret set i forhold til solenergi.

Så til store forbrugere som fly, skibe, lastbiler, cementfabrikker, osv, osv kommer solenergi til kort.

Eller hvad?

  • 0
  • 0

Det er et meget interessant projekt. Vi har helt sikkert brug for CO2 neutralt syntetisk brændstof hvis vi tager klimaproblematikken alvorligt!

Som Thomas skrev er et af problemerne hvordan vi skaffer CO2'en. Den amerikanske flåde arbejder på syntfuel projekter hvor CO2'en hives ud af havvand hvilket er lettere end at få det ud af luften. Alternativt kunne man bruge ammoniak som brændstof, så undgår man helt CO2 problematikken men tilgengæld har man så skiftet til et brændstof som ikke vil være kompatibelt med alle de motorer vi allerede har. Et andet problem er selvfølgelig effektiviteten og areal forbruget. Det bliver spændende at se hvor effektiv den færdige løsning bliver. (Hvis ikke olieindustrien og olielandende får spændt ben for udviklingen!)

Links til US Navy syntfuel: http://www.nrl.navy.mil/media/news-release... http://youtu.be/YUUMz3Uv0ps (US Navy will sikkert bruge akraft som energikilde, men på land kan syntfuel tilhængere indsætte deres foretrukne CO2-fri energikilde - vind, vand, sol, akraft etc. )

Link vedr. ammoniak fuel: http://energyfromthorium.com/2011/10/29/nu... (erstat akraft med din foretrukne source og fokus på syntfuel aspektet) ;-)

Mvh Steen

  • 0
  • 0

Jeg prøver lige igen.

Solarkonstanten (1367 W/m^2) er den effekt, der rammer jordens tværsnit i den ydre atmosfære. Da jorden areal er 4 gange tværsnitsarealet er den gennemnitlige indstråling 342 W/m^2 (stadig i den ydre atmosfære). Ca 1/3 af den stråling bliver reflekteret direkte tilbage til rummet, så det, der når ned til jordoverfladen er 240-250 W/m^2. I Danmark noget lavere, så vidt jeg husker 111 W/m^2.

  • 0
  • 0

Alternativt kunne man bruge ammoniak som brændstof, så undgår man helt CO2 problematikken men tilgengæld har man så skiftet til et brændstof som ikke vil være kompatibelt med alle de motorer vi allerede har.

Dertil kommer så også en række andre problemer, såsom giftigheden af ammoniak, flygtigheden af ammoniak og det faktum at det generere store mængder NOx som også er noget skidt at lukke ud. Så et lukket CO2 system vil klart være at foretrække. Det kræver heller ikke modifikationer af hele vognparken.

  • 0
  • 0

Hvor skal CO2 komme fra ?

Hej Thomas

Her kommer CO2 fra:

American Chemical Society (2012, January 5). New materials remove carbon dioxide from smokestacks, tailpipes and even the air. ScienceDaily: http://www.sciencedaily.com/releases/2012/... Citat: "... the group turned to solid materials based on polyethylenimine, a readily available and inexpensive polymeric material ... After capturing carbon dioxide, the materials give it up easily so that the CO2 can be used in making other substances, or permanently isolated from the environment. The capture material then can be recycled and reused many times over without losing efficiency. …"

-

Web archive backup: Green Freedom (tm) A Concept for Producing Carbon-Neutral Synthetic Fuels and Chemicals (Patent Pending). F. Jeffrey Martin, William L. Kubic, Los Alamos National Laboratory, LA-UR-07-7897: https://web.archive.org/web/20110220062925... Citat: "...Making gasoline from air and water sounds exotic, but now practical technology has been developed to implement known chemical pathways for producing fuel from these abundant raw materials...With Green Freedom(tm), this possibility has progressed beyond speculation to a realistic, low-risk concept because it is based on novel process integration and modest extensions of existing technology..."

-

18 Oct 2012, telegraph.co.uk: British engineers produce amazing 'petrol from air' technology: http://www.telegraph.co.uk/earth/energy/fu... Citat: "...The “petrol from air” technology involves taking sodium hydroxide and mixing it with carbon dioxide [fra luften] before "electrolysing" the sodium carbonate that it produces to form pure carbon dioxide..."It looks and smells like petrol but it is much cleaner and we don't have any nasty bits."..."

Air Fuel Synthesis | Renewable energy | Air to Liquid Fuels | carbon neutral | aviation fuel | low carbon | electricity | hydrogen | atmospheric carbon dioxide: http://www.airfuelsynthesis.com/

-

Supplerende:

.1. nov 2012, ing.dk: DTU bag markant effektivisering af brændselsceller til elektrolyse: http://ing.dk/artikel/dtu-bag-markant-effe... Citat: "... I runde tal svarer det til, at det kræver 3,2 kWh (vindmølle)strøm at fremstille én Nkbm syntesegas...Her fandt man frem til, at mindre end en fjerdedel af produktionsprisen for syntesegassen (H2 + CO) vil komme fra elektrolyseanlægget. Langt den største del vil være prisen på elektricitet fra vindmøllerne. Med en kWh pris på 20 øre skønner forskerne, at energiindholdet i syntesegassen vil have en pris, der svarer til en råoliepris på 75 dollar...Hvis syntesegassen anvendes til fremstilling af grøn benzin, skønner forskerne, at den grønne benzin først vil være konkurrencedygtig, hvis råolieprisen kommer op omkring 150 dollar pr. tønde, eller der kommer en afgift på den fossile olie af samme størrelse. ..."

  • 0
  • 0

Kan man ikke udnytte ilten der bliver fremstillet?

Jeg forestiller mig en rumstation med CO2 filtre, som opfanger den "brugte" luft og via spejle eller en parabol, laves der raketbrændstof brint og ilt. Brændstoffet bruges til at holde den korrekte omløbs bane eller måske til at rejse, til andre planeter.

Muligvis tænker jeg i helt forkerte mængder, som slet ikke rækker til sådant forbrug.

  • 0
  • 0

Her ser vi en løsning på verdens energiproblemer. Vi afbrænder fossile energikilder, isolerer let og billigt kuldioxiden, fremstiller brint ud fra vand og energi, og brændstoffer ud fra kuldioxid og brint. Bortset fra dette med at isolere kuldioxiden er der kun tale om teknologi, der har været behersket i 90 år.

Så er der bare det med energien tilbage. Men i hvert fald vil energiforbruget til processens gennemførelsevære et antal gange større, end den energi vi allerede fik ud af de fossile brændstoffer.

"Først opvarmes ceriumoxid til 1.500 grader celsius i solreaktoren. Ved den temperatur afgiver stoffet ilt, som suges ud af reaktoren. Så lukkes der vand og kuldioxid ind, og ved 700 grader celsius dannes der nu kulilte, brint og ilt. Ilten optages af den reducerede ceriumoxid, så den rene syntesegas kan fjernes og blive til petroleum"

Man tør gå ud fra, at det vil være ret svært at få denne proces til at køre i teknisk målestok, når solen er fraværende i halvdelen af tiden.

Tilsvarende gælder for elektrolyse af vand. Denne proces vil heller ikke kunne fungere i praksis som solen skinner og vinden blæser.

Man ser, at der ikke er mange kompetente teknikere, der har indflydelse på forskningsbevillingerne

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten