一项新技术仅利用阳光和空气即可生产液态碳氢燃料。
碳中和燃料对于实现航空和海运的可持续发展至关重要。这座新型太阳能工厂生产的合成液体燃料在燃烧时释放的二氧化碳量，与生产过程中先前从空气中提取的二氧化碳量相同。
该系统直接从环境空气中提取二氧化碳和水，并利用太阳能将其分解。该过程产生合成气，即氢气和一氧化碳的混合物，随后被加工成煤油、甲醇或其他碳氢化合物。这些可直接替代的燃料可立即用于现有的全球交通基础设施。
概念验证
“这座工厂证明，在真实的野外条件下，可以利用阳光和空气制造碳中和碳氢燃料。”开发该技术的苏黎世联邦理工学院可再生能源载体教授、其研究团队负责人阿尔多·施泰因费尔德（Aldo Steinfeld）解释说。“该热化学过程利用整个太阳光谱，并在高温下进行，从而实现快速反应和高效率。”
位于苏黎世一处屋顶上的太阳能微型炼油厂证明，即使在该城市普遍的气候条件下，该技术也是可行的。它每天可生产约一分升燃料（略少于半杯）。
施泰因费尔德及其团队已在欧盟“太阳能转液体”（Sun-to-Liquid）项目框架下，于马德里附近的一座太阳能塔开展大规模测试，目前正在进行中。
下一步目标是扩大该技术规模以实现工业化应用，并使其具备经济竞争力。
“占地一平方公里的太阳能工厂每天可生产20,000升煤油，”Synhelion公司总监、施泰因费尔德团队前博士生菲利普·富勒（Philipp Furler）说。“理论上，一座相当于瑞士国土面积的工厂，或相当于加州莫哈韦沙漠三分之一面积的工厂，即可满足整个航空业的煤油需求。我们未来的目标是利用我们的技术高效生产可持续燃料，从而减少全球二氧化碳排放。”
太阳能炼油厂的工作原理
该新系统的工艺链结合了三种热化学转化工艺：
从空气中提取二氧化碳和水。太阳能热化学分解二氧化碳和水。随后将其液化为碳氢化合物。
吸附/解吸工艺直接从环境空气中提取二氧化碳和水。两者随后进入位于抛物面反射器焦点处的太阳能反应器。太阳辐射被聚集3,000倍，在太阳能反应器内产生1,500摄氏度的高温。
太阳能反应器的核心是一种由氧化铈制成的陶瓷结构，它能实现两步反应——即氧化还原循环——将水和二氧化碳分解为合成气。随后，这种氢气和一氧化碳的混合物可通过传统的甲醇合成或费托合成工艺加工成液态碳氢燃料。
施泰因费尔德的研究团队已催生出两家衍生公司：成立于2016年的Synhelion，负责将太阳能燃料生产技术商业化；以及成立于2010年的Climeworks，负责将空气二氧化碳捕集技术商业化。
