Sản xuất nhiên liệu hàng không bằng năng lượng mặt trời

Ước mơ đang gần hơn với hiện thực nhờ công trình của Viện Công nghệ California (Caltech). Một nhóm nghiên cứu của viện đã phát triển hệ thống lò phản ứng quang nhiệt xúc tác quy mô nhỏ, sử dụng nhiệt lượng từ mặt trời để thúc đẩy phản ứng hóa học cần thiết để tạo ra nhiên liệu hàng không.

Hệ thống được thiết kế cẩn thận để giữ lại nhiều nhiệt lượng nhất có thể, giảm thiểu tổn thất. Lò có cấu trúc nhiều lớp gồm silicon, germani, vàng cùng đế bạc. Phía trên lò là cửa sổ thạch anh cho ánh sáng mặt trời chiếu vào. Một lớp chân không đóng vai trò cách nhiệt.

Lò phản ứng quang nhiệt xúc tác sử dụng nhiệt lượng từ mặt trời để thúc đẩy phản ứng hóa học cần thiết để tạo ra nhiên liệu hàng không - Ảnh: Interesting Engineering

Nghiên cứu sinh, TS Aisulu Aitbekova (thành viên nhóm nghiên cứu) cho biết: “Chúng tôi không cạnh tranh với công nghệ năng lượng mặt trời tập trung mà chỉ tìm kiếm công nghệ bổ sung, có thể sử dụng ở nơi công nghệ năng lượng mặt trời tập trung bất khả thi”.

Dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp, hệ thống có thể đạt đến 249°C và duy trì ở mức khoảng 130°C trong quá trình hoạt động bình thường. Điều kiện như vậy đủ để thúc đẩy quá trình oligomer hóa ethylene chỉ mang 2 nguyên tử carbon thành anken với 7 - 26 nguyên tử carbon, đủ khả năng làm thành phần nhiên liệu hàng không thông thường. Toàn bộ quá trình chẳng cần đốt nhiên liệu hóa thạch hay dùng điện từ bên ngoài.

Theo nghiên cứu sinh Aitbekova: “Chúng tôi thực hiện hai bước. Đầu tiên sử dụng CO2, nước, ánh sáng mặt trời tạo ethylene, sau đó oligomer hóa ethylene. Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng đầu vào duy nhất”.

Hệ thống trên mở đường cho sản xuất nhiên liệu bền vững không carbon. Hàng không là một trong những ngành khó loại bỏ phát thải carbon nhất, nhưng bước đột phá này đem lại hy vọng về tương lai giao thông đường hàng không sạch hơn.

Cẩm Bình