Le cœur du réacteur imprimé en 3-D rend l. a. manufacturing de flamable solaire plus efficace

Ces dernières années, des ingénieurs de l’École polytechnique fédérale de Zurich ont développé une technologie permettant de produire des combustibles liquides à partir de l. a. lumière du soleil et de l’air. En 2019, ils ont présenté pour l. a. première fois l’ensemble de l. a. chaîne des processus thermochimiques en prerequisites réelles, au centre de Zurich, sur le toit du laboratoire d’instrumentation de l’ETH. Ce carburant solaire synthétique est considéré comme neutre en carbone automobile il ne libère que l. a. même quantité de dioxyde de carbone₂ En brûlant, il aspire également de l’air pour le produire. Deux spin-offs de l’ETH, Climeworks et Synhelion, développent et commercialisent ces applied sciences.

Au cœur du processus de manufacturing se trouve un réacteur solaire exposé à l. a. lumière solaire concentrée délivrée par un miroir parabolique et atteignant des températures allant jusqu’à 1 500 degrés Celsius. À l’intérieur de ce réacteur, doté d’une construction céramique poreuse constituée d’oxyde de cérium, se déroule un cycle thermochimique permettant de séparer l’eau et le dioxyde de carbone.₂ Précédemment capturé depuis les airs. Le produit est un gaz de synthèse : un mélange d’hydrogène et de monoxyde de carbone, qui peut être ensuite transformé en un carburant hydrocarbure liquide tel que le kérosène (carburant avion) ​​pour l’aviation.

Jusqu’à présent, des buildings à porosité isotrope ont été appliquées, mais leur inconvénient est qu’elles atténuent considérablement le rayonnement solaire incident lors de sa transmission au réacteur. Il en résulte des températures internes plus basses, ce qui limite l. a. manufacturing de flamable du réacteur solaire.

Aujourd’hui, des chercheurs du groupe d’André Stoddart, professeur de matériaux complexes à l’ETH, et du groupe d’Aldo Steinfeld, professeur de vecteurs d’énergie renouvelable à l’ETH, ont développé une nouvelle méthodologie d’affect 3-D qui leur permet de fabriquer des buildings céramiques poreuses avec des pores complexes. des géométries qui transmettent plus efficacement le rayonnement solaire dans… Réacteur. L. a. recherche est publiée dans l. a. revue Interfaces de matériaux avancées.

Les conceptions hiérarchiques avec des canaux et des pores qui s’ouvrent à l. a. floor exposée au soleil et se rétrécissent vers l’arrière du réacteur se sont révélées particulièrement efficaces. Cette disposition permet d’absorber le rayonnement solaire concentré généré sur l’ensemble du quantity. Cela garantit à son excursion que l’ensemble de l. a. construction poreuse atteint l. a. température de réaction de 1 500 °C, améliorant ainsi l. a. génération de carburant.

Ces buildings céramiques sont fabriquées à l’aide d’un procédé d’affect 3-D basé sur l’extrusion et d’un nouveau kind d’encre aux propriétés idéales spécialement développées à cet effet : faible viscosité et focus élevée en molécules d’oxyde de cérium pour maximiser l. a. quantité de substance energetic redox.

Premier take a look at réussi

Les chercheurs ont étudié l’interplay complexe entre le transfert de chaleur radiante et l. a. réaction thermochimique. Ils ont pu démontrer que leurs nouvelles buildings hiérarchiques pouvaient produire deux fois plus de carburant que des buildings uniformes lorsqu’elles étaient exposées au même rayonnement solaire concentré d’une intensité équivalente à 1 000 soleils.

L. a. technologie d’affect 3-D de buildings céramiques est déjà brevetée et Synhelion a obtenu l. a. licence de l’ETH Zurich. “Cette technologie a le potentiel d’améliorer l’efficacité énergétique du réacteur solaire, améliorant ainsi considérablement l. a. viabilité économique du carburant d’aviation sturdy”, explique Steinfeld.