Η παραγωγή ηλιακών καυσίμων υπόσχεται να κλείσει τον βλαβερό κύκλο του διοξειδίου του άνθρακα, μετατρέποντας το CO₂ σε συνθετικά καύσιμα, όπως κηροζίνη, βενζίνη και ντίζελ. Αυτή είναι η καινοτόμος προσέγγιση του Synhelion, ενός spin-off της ETH, που χρησιμοποιεί ηλιακή θερμότητα για την παραγωγή καυσίμων από CO₂ και νερό.
Τον Ιούνιο του 2024, στη γερμανική πόλη Jülich, το Synhelion εγκαινίασε το DAWN, το πρώτο βιομηχανικό εργοστάσιο στον κόσμο που παράγει ηλιακά καύσιμα. Μέσω της συνεργασίας με το Empa Laboratory for High-Performance Ceramics, το εργοστάσιο μπορεί να παράγει ανανεώσιμα καύσιμα καθ’ όλη τη διάρκεια του εικοσιτετραώρου, ακόμα και τη νύχτα.
Για να επιτύχει αυτήν τη μετατροπή του CO₂ και του νερού σε καύσιμα, η DAWN χρειάζεται ενέργεια. Ένα σύστημα καθρεπτών εστιάζει το ηλιακό φως σε ένα σημείο του ηλιακού δέκτη, ανεβάζοντας τη θερμοκρασία του ατμού στο εσωτερικό του σε έως και 1.200°C. Αυτή η θερμότητα χρησιμοποιείται για τη λειτουργία του αντιδραστήρα, ενώ το πλεόνασμα αποθηκεύεται σε ειδικό θερμικό αποθηκευτικό χώρο, γεμάτο με ιδιαίτερα τούβλα που έχουν αναπτυχθεί από την Empa και το Synhelion.
Τα τούβλα αυτά, που αντέχουν σε ακραίες θερμοκρασίες, αποθηκεύουν τη θερμότητα ώστε να μπορεί ο αντιδραστήρας να λειτουργεί ακόμα και τη νύχτα. Η εύρεση του κατάλληλου υλικού ήταν μια μεγάλη πρόκληση. Τα κεραμικά υλικά που χρησιμοποιούνται πρέπει να αντέχουν στη διάβρωση, να έχουν υψηλή θερμική ικανότητα, να είναι μηχανικά ανθεκτικά και να ανταπεξέρχονται στους θερμικούς κραδασμούς. Κατά τη διάρκεια ενός διετούς ερευνητικού έργου, οι επιστήμονες της Empa, υπό την καθοδήγηση του Gurdial Blugan, κατάφεραν να αναπτύξουν ένα υλικό που πληροί αυτές τις απαιτήσεις.
Η έρευνα απέδωσε καρπούς και τα πρώτα τούβλα παράχθηκαν στη Γερμανία και εγκαταστάθηκαν στο εργοστάσιο του Jülich. Η επιστήμονας Sena Yüzbasi, που συμμετείχε στην έρευνα, δήλωσε ότι είναι σπάνιο για έναν ερευνητή να βλέπει το έργο του να εφαρμόζεται σε τόσο μεγάλη κλίμακα και να συμβάλλει στην προστασία του κλίματος.
Η συνεργασία μεταξύ του Synhelion και της Empa συνεχίζεται, με στόχο την ανάπτυξη ακόμα πιο ανθεκτικών υλικών για μελλοντικά εργοστάσια. Το δεύτερο εργοστάσιο της Synhelion για την παραγωγή ηλιακών καυσίμων σχεδιάζεται να κατασκευαστεί στην Ισπανία το 2025, με στόχο ακόμα μεγαλύτερη αποθήκευση θερμότητας και υψηλότερες θερμοκρασίες, που θα κάνουν την παραγωγή καυσίμου ακόμα πιο αποδοτική.
Προοπτικές και καινοτομίες
Η χρήση ηλιακής ενέργειας για την παραγωγή καυσίμων αποτελεί ένα μεγάλο βήμα προς την κατεύθυνση της μείωσης των εκπομπών CO₂ και της απεξάρτησης από τα ορυκτά καύσιμα. Τα ηλιακά καύσιμα μπορούν να ενσωματωθούν στις υπάρχουσες ενεργειακές υποδομές, καθιστώντας τα ένα βιώσιμο εναλλακτικό καύσιμο για τις μεταφορές και τη βιομηχανία.
Αν και η τεχνολογία βρίσκεται ακόμη σε πρώιμο στάδιο, οι προοπτικές για την ανάπτυξή της είναι τεράστιες. Η επιτυχής εφαρμογή της σε βιομηχανική κλίμακα θα μπορούσε να συμβάλει σημαντικά στην αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής και στη δημιουργία ενός πιο βιώσιμου ενεργειακού μέλλοντος.
