Искусственные острова из солнечных батарей произведут метанол из воды и CO2 - «Новости Электроники»

Американский научный журнал Proceedings of the National Academy of Science(PNAS) в очередном выпуске рассказал о футуристической концепции синтеза метанола в автономных плавучих системах, работающих от солнечных батарей.

Система состоит из семидесяти искусственных островов, каждый диаметром 100 метров, полностью покрытых солнечными панелями. Этот кластер свободно дрейфует в открытом океане, вырабатывает электроэнергию и передает ее на специальный корабль, представляющий собой настоящую плавучую фабрику. На судне установлено оборудование для опреснения и электролиза, и с помощью этих процессов из обычной морской воды добывается водород и углекислый газ, необходимые для синтеза простейшего одноатомного спирта метанола (CH₃OH). Метанол используется в процессе транспортировки топлива и сам может быть использован в качестве жидкого топлива.

По оценке PNAS, концепция синтеза метилового спирта из морской воды имеет два перспективных преимущества: в связи с огромным ресурсом соленой воды на планете можно уменьшить зависимость мировой экономики от энергоресурсов на основе природных ископаемых, а вовлечение в технологический процесс углекислого газа уменьшит его содержание в атмосфере, провоцирующее негативные изменения климата. Полная электрификация авиации и грузового автотранспорта представляется нереалистичной в обозримом будущем, поэтому переход на экологически чистое жидкое топливо кажется наиболее оптимальным промежуточным этапом развития энергетики.

В проекте предполагается, что плавучие острова будут генерировать в среднем 24 мегаватт электричества даже в пасмурные дни, а специальные блоки батарей на плавучей фабрике будут консервировать энергию для бесперебойной работы линии по производству метанола. Основной расход электричества будет приходиться на оборудование по опреснению и установку электролиза, то есть производства водорода путем электрического расщепления молекулы воды на водород и кислород. Подвергнуть электролизу соленую воду напрямую невозможно, потому что соль испортит катализаторы, из-за этого первым этапом технологического процесса является опреснение.

Необходимый для синтеза метанола углекислый газ установка будет брать не непосредственно из воздуха, а из океана. Вода океана абсобирует СО2, повышая кислотность среды, и ученые говорят, что извлечь химическое соединение из океана намного проще, чем из воздуха, потому что концентрация растворенного СО2 в морской воде в 125 раз выше, чем в атмосфере.

Для экстракции СО2 на корабле будет установлен аппарат, который разделяет воду на кислотную среду и основу с помощью мембраны, меняющей уровень рН. Извлеченный из морской воды водород и углекислый газ превратятся в метанол с помощью селективного катализатора, а тепло, являющееся побочным продуктом первых двух процессов, повысит эффективность завершающего этапа в производственном цикле. Расчетная производительность установки оценивается в 15300 тонн в год.

Источник: arstechnica.com