Danh sách bài viết

Sản xuất xăng máy bay từ không khí và điện mặt trời, giấc mơ đã thành sự thật

Cập nhật: 27/10/2022

Thay vì phải dựa vào nguồn khai thác từ nguyên liệu hóa thạch, giờ đây loại nhiên liệu phổ biến cho máy bay phản lực có thể sản xuất hoàn toàn sạch và không phát thải ra môi trường.

Giấc mơ về một hệ thống có thể biến không khí thông thường thành nhiên liệu không còn là khoa học viễn tưởng. Aldo Steinfeld, giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Cơ khí và Quy trình của Đại học Zurich cho biết, ông đã xây dựng được một hệ thống lọc dùng năng lượng mặt trời có khả năng chuyển đổi không khí thông thường thành nhiên liệu máy bay phản lực kerosene.

Trong một thử nghiệm chứng minh tính khả thi kéo dài 2 năm trên đỉnh tòa nhà Thí nghiệm Máy của Đại học ETH Zurich, hệ thống lọc dùng năng lượng mặt trời cỡ nhỏ của ông Steinfeld cho thấy nó hoạt động như thế nào, cũng như mở ra khả năng mở rộng quy mô dự án.

Sử dụng năng lượng mặt trời, hệ thống này chiết xuất khí CO2 và nước từ không khí và sau đó phân tách chúng ra để tổng hợp lại thành một hỗn hợp khí, bao gồm Hydro và khí CO. Sau đó hỗn hợp khí này được chế biến thành kerosene dùng làm nhiên liệu máy bay.

Theo ông Steinfeld, "việc thiết kế buồng phản ứng dùng năng lượng mặt trời là thách thức lớn nhất. Chúng tôi phải đánh giá hiệu suất của lò phản ứng dựa trên 5 chỉ số chính và đánh giá theo kinh nghiệm để xác định mức độ ổn định khi hoạt động, cũng như tích hợp đầy đủ vào trong tòa tháp sản xuất nhiên liệu."

 

 Sơ đồ của lò phản ứng dùng năng lượng mặt trời để phân tách CO2
Sơ đồ của lò phản ứng dùng năng lượng mặt trời để phân tách CO2 và nước thông qua chu trình oxy hóa khử nhiệt dùng CeO2.

Từ một thử nghiệm nhỏ, dự án này đã phát triển lên quy mô lớn hơn như hiện tại. Mục đích của điều này nhằm xác định mức độ hiệu quả về mặt kinh tế của công nghệ này khi tăng hiệu suất chuyển đổi năng lượng mặt trời thành kerosene.

Để giúp biến dự án nghiên cứu này thành hiện thực, Synhelion, công ty con tách ra từ Phòng Thí nghiệm Myas của ETH Zurich, đã lên kế hoạch vận hành tháp nhiên liệu bằng năng lượng mặt trời ở quy mô công nghiệp tại Julich, Đức. Vào tháng Ba vừa qua, hãng Swiss International Air Lines thông báo họ sẽ là hãng hàng không đầu tiên dùng kerosene sản xuất từ năng lượng mặt trời này cho máy bay của mình.

 

Thành công của thử nghiệm này là một cột mốc quan trọng để mở rộng quy mô của dự án. Steinfeld cho biết, một nhà máy sản xuất nhiên liệu dùng điện mặt trời quy mô công nghiệp có thể thu thập 100MW điện mặt trời để sản xuất khoảng 9 triệu gallon (gần 41 triệu lít) nhiên liệu mỗi năm.

Quá trình sản xuất loại nhiên liệu này trải qua 3 giai đoạn chuyển đổi trong một chuỗi liên tục. Đầu tiên tòa tháp sẽ hút không khí xung quanh để chiết xuất khí CO2 và nước trước khi dùng chất Oxy hóa khử CeO2, kết hợp với bức xạ mặt trời để làm nóng các hóa chất, nhằm biến CO2 và nước thành một hỗn hợp khí Hydro và CO. Giai đoạn ba là hóa lỏng khí tổng hợp này, biến loại khí tổng hợp này thành các HydroCarbon dạng lỏng, có thể dùng như kerosene làm nhiên liệu máy bay.

Tháp sản xuất nhiên liệu bằng năng lượng mặt trời được đưa vào vận hành tại Julich, Đức
Tháp sản xuất nhiên liệu bằng năng lượng mặt trời được đưa vào vận hành tại Julich, Đức

 

Điều đáng chú ý nhất trong quá trình này là nó hoàn toàn trung hòa Carbon, khi sử dụng năng lượng mặt trời để sản xuất và chỉ thải ra lượng CO­2 tương đương với lượng được chiết xuất trong sản xuất. Thậm chí nếu toàn bộ vật liệu xây dựng nên tòa tháp được sản xuất bằng năng lượng tái tạo, toàn bộ quá trình này sẽ có mức phát thải bằng không.

Trong khi hầu hết các nghiên cứu về giảm lượng phát thải Carbon thường tập trung vào ô tô điện, nhưng lại bỏ qua ngành hàng không – vốn là một ngành công nghiệp góp phần không nhỏ cho tình trạng ô nhiễm không khí hiện nay. Đó là lý do ông Steinfeld tập trung vào dự án này như vậy.

"Việc phát thải này có thể tránh được bằng cách thay thế nhiên liệu hóa thạch hiện nay bằng nhiên liệu bay sản xuất từ năng lượng mặt trời." Ông Steinfeld cho biết. "Cần chú ý rằng, loại kerosene này hoàn toàn tương thích với cơ sở hạ tầng hiện có để lưu trữ nhiên liệu, phân phối và làm nhiên liệu cho động cơ phản lực, cũng như có thể pha trộn với loại kerosene có nguồn gốc hóa thạch. Do đó, loại kerosene sản xuất bằng năng lượng mặt trời này có thể giúp ngành hàng không trở nên bền vững hơn."

 

Nguồn: /

Google Photos mở nhiều tính năng chỉnh sửa AI miễn phí tới người dùng

Các ngành công nghệ

Các công cụ chỉnh sửa hình ảnh sử dụng AI (trí tuệ nhân tạo) sẽ được Google Photos cung cấp miễn phí tới cả người dùng iOS lẫn Android.

Trung Quốc phát triển thành công vòi rồng thông minh được điều khiển bằng AI

Các ngành công nghệ

Các nhà nghiên cứu Trung Quốc phát triển thành công vòi rồng thông minh đầu tiên trên thế giới được điều khiển bằng trí tuệ nhân tạo (AI).

Elon Musk nói AI sắp vượt trội hơn người thông minh nhất

Các ngành công nghệ

Giám đốc điều hành Tesla Elon Musk dự đoán trí tuệ nhân tạo (AI) thông minh hơn người thông minh nhất có thể được phát triển vào năm 2025 hoặc 2026.

Robot đã tự biết lừa bóng, qua người, ghi bàn

Các ngành công nghệ

Nhờ phương pháp đào tạo AI mới, những chú robot đã có thể tự động cải thiện kỹ năng và tham gia vào một trận bóng mô phỏng.

Tàu Thụy Sĩ lập kỷ lục chạy 2.803km bằng hydro

Các ngành công nghệ

Một tàu chở khách sử dụng pin nhiên liệu hydro của sản xuất phương tiện đường sắt Stadler Rail lập Kỷ lục Thế giới Guinness khi chạy liên tục gần hai ngày qua 2.803km.

Phát minh cỗ xe kéo bằng cánh diều khổng lồ ở thế kỷ 19

Các ngành công nghệ

Từ niềm đam mê với diều, một giáo viên người Anh từng phát minh cỗ xe kéo bằng cặp diều khổng lồ, có thể chạy 32km/h vào thế kỷ 19.

Robot AI tiên đoán và cười cùng lúc với người đối diện

Các ngành công nghệ

Robot Emo có thể dự đoán nụ cười khoảng 840 mili giây trước khi người đối diện cười, sau đó cười cùng lúc.

AI có thể phân biệt sự khác biệt giữa bộ não nam và nữ

Các ngành công nghệ

Trí tuệ nhân tạo (AI) có thể giúp trả lời cho câu hỏi rằng liệu có sự khác biệt giữa bộ não của nam giới và phụ nữ hay không.

Khám phá siêu vật liệu Aerogel của tương lai

Các ngành công nghệ

Con người luôn đi tìm kiếm và chế tạo ra những vật liệu mới với những tính năng ưu việt trong đó có 'khí đóng băng' Aerogel. Theo những tin khoa học mới gần đây, Aerogel có thể sẽ là loại siêu vật liệu tiềm năng của tương lai.

Chó AI dẫn đường hỗ trợ 17 triệu người khiếm thị ở Trung Quốc

Các ngành công nghệ

Nghiên cứu mới gợi ý rằng, công trình chó dẫn đường AI ở Trung Quốc có thể sớm trở thành hiện thực.