研究：太陽能轉換成燃料
- 建檔日期：105-07-07
- 點閱：487
瑞士研究機構(Paul Scherrer Institute, PSI)與蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)利用氧化鈰(cerium oxide)與銠(rhodium)作為媒介，將太陽熱能以化學反應轉換為富含能源的燃料，並將研究成果(First demonstration of direct hydrocarbon fuel production from water and carbon dioxide by solar-driven thermochemical cycles using rhodium–ceria)發於Energy and Environmental Science期刊。
前述化學反應須於溫度高於1000℃以上才能進行，預計先進太陽能技術，不久後將可利用太陽光達到此溫度。此反應係基於熱化學循環原理，科學家10年前就證實，可將低能量物質，如水與二氧化碳，轉化為高能量物質，如氫與一氧化碳。該研究利用特定材料如氧化鈰(cerium oxide)於溫度達1500℃時，部份氧原子離開氧化鈰。在低溫時，失去氧原子的氧化鈰則與氧原子重新結合。若水與二氧化碳分子於此活潑表面，將與氧原子反應，可把水(H2O)轉化為氫(H2)，二氧化碳(CO2)轉換為一氧化碳(CO)。在產生氫與一氧化碳過程中，可被用於製成燃料，特別是汽態或液態碳氫化合物(如甲烷、汽油與柴油)。
然而，此類燃料生產須進行兩階段反應，第二階段為費托合成(Fischer-Tropsch Synthesis)，需要產業規模技術設備才可完成，然其可透過增加少量的銠(rhodium)作為催化劑完成化學反應。在超過1500℃高溫極端條件控制下，使催化劑進行反應相當具挑戰性。在冷卻過程中，微量銠的數量不能有太多變動，因其為催化過程相當重要的元素，反應後燃料則儲存，而當氧化鈰重新運作，則反應重新開始。PSI 與ETH 利用多種結構的標準模式與氣體分析，檢視該反應結構，然目前僅能得到少量可直接使用的燃油，但已證明該方式在現實世界是可行的，而非僅存在於科幻小說。
