پروژه ای جدید سوخت های کربن - خنثی را از هوا و انرژی سبز تولید می کند.پروژه ای که هر چهار مرحله لازم برای تولید سوخت مصنوعی از هوا و انرژی سبز را در بر دارد در یک مرکز آزمایش واقع در انستیتوی فناوری کارلسروهه (KIT) اجرا شده است.
سوخت های مصنوعی تولید شده هم کربن- خنثی هستند و هم به عنوان ذخیره ای برای انرژی تجدیدپذیر مازاد عمل می کنند. اولین لیترهای سوخت با استفاده از دی اکسید کربن به دام انداخته شده از هوا و انرژی سبز تولید شدند.
این پروژه فن آوری هایی را گرد هم آورده که استفاده بهینه از دی اکسید کربن و حداکثر بهره وری انرژی را نوید می دهند، زیرا جریان های جرم و انرژی به صورت داخلی بازیافت می شوند.Climeworks، Ineratec، Sunfire و KIT در این پروژه مشارکت دارند.
این مرکز آزمایشی در حال حاضر قادر است تقریباً ده لیتر سوخت در روز تولید کند. فاز دوم این پروژه برای توسعه کارخانه ای با ظرفیت 200 لیتر در روز طرح ریزی شده است و هم زمان یک کارخانه نمایشی پیش صنعتی در محدوده مگاوات، یعنی با ظرفیت تولید 1500 تا 2000 لیتر در روز طراحی خواهد شد.
چهار مرحله برای تولید سوخت
در مرحله اول این فناوری، کارخانه در فرآیندی دوره ای دی اکسیدکربن را از هوای محیط می گیرد. فناوری به دام اندازی مستقیم هوا (DAC) که توسط Climeworks عرضه می شود از ماده فیلترکننده ای که به طور خاص برای این منظور اصلاح شده است بهره می گیرد.سپس هوا از فیلترهایی که مولکول های دی اکسیدکربن را جذب می کنند می گذرد. در شرایط خلاء و دمای 95 درجه سانتیگراد، دی اکسید کربن به دام افتاده از سطح آزاد شده و به بیرون پمپ می شود.
در مرحله دوم تجزیه الکترولیتی دی اکسید کربن و بخار آب به صورت همزمان انجام می گیرد. فناوری الکترولیز همزمان که توسط Sunfire تجاری شده است در یک مرحله فرآیندی واحد، هیدروژن و مونو اکسید کربن تولید می کند.از این ترکیب می توان به عنوان گاز ترکیبی برای تعدادی از فرآیندهای موجود در شیمی صنعتی استفاده کرد. الکترولیز همزمان از راندمان بالایی برخوردار است و از لحاظ نظری 80٪ از انرژی سبز استفاده شده را به فرم شیمیایی در گاز ترکیبی پیوند می دهد.
در مرحله سوم، از ترکیب فیشر-Tropsch برای تبدیل گاز ترکیب به مولکول های هیدروکربن با زنجیره بلند استفاده می شود. به این منظور Ineratec، شرکت زیرمجموعه KIT، یک رآکتور ریز-ساختار را ارائه کرده است.
در مرحله آخر کراکینگ آبی انجام می شود (فرایندی که در آن کیفیت سوخت و بازده بهینه می شود). تحت یک اتمسفر هیدروژنی، زنجیره های طولانی هیدروکربن در حضور یک کاتالیزور پلاتین-زئولیت به صورت جزئی شکسته می شوند و طیف محصول را به سمت سوخت های با کاربرد مستقیم تر سوق می دهند.این فرآیند را می توان در مکان هایی که انرژی خورشیدی، بادی یا آبی در دسترس باشد به شکل غیرمتمرکز نصب کرد.