Syntetický benzín vyrobený zo vzduchu a vody môže priniesť revolúciu v doprave

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Zariadenie Aircela vyrába benzín priamo zo zachyteného CO₂ a vody.    

• Technológia využíva 75 kWh obnoviteľnej energie na výrobu 3,8 litra paliva.    

• Výsledné palivo má oktánové číslo 90 až 95 a je bez síry.    

Predstavte si svet, v ktorom by ste mohli natankovať svoje auto palivom vyrobeným priamo u vás doma, pričom by ste využívali iba vzduch, vodu a slnečné svetlo. Spoločnosť Aircela premenila túto futuristickú víziu na realitu vyvinutím kompaktného zariadenia, ktoré funguje ako miniatúrna chemická továreň schopná syntetizovať plnohodnotný benzín.

Tento systém, veľkosťou pripomínajúci bežnú záhradnú techniku alebo väčšiu chladničku, predstavuje zásadný prielom v oblasti uhlíkovo neutrálnych palív. Zariadenie ponúka riešenie, ktoré nevyžaduje žiadne úpravy existujúcich spaľovacích motorov ani budovanie novej infraštruktúry čerpacích staníc.

Zdroj foto: Aircela

Kým väčšina diskusií o dekarbonizácii sa sústreďuje na elektromobilitu, táto technológia ponúka okamžitú alternatívu pre miliardy existujúcich vozidiel so spaľovacími motormi, ktoré by inak museli byť vyradené. Ide o priamu aplikáciu princípov obehového hospodárstva v energetike, kde sa odpadový produkt spaľovania – oxid uhličitý – stáva vstupnou surovinou.    

Celý proces začína priamym zachytávaním oxidu uhličitého z okolitej atmosféry, čo je technológia známa ako Direct Air Capture (DAC). Zariadenie nasáva okolitý vzduch do špeciálnej komory, kde tento prúd plynu prichádza do kontaktu s roztokom na báze hydroxidu draselného (KOH).

Táto chemická látka pôsobí ako vysoko účinný sorbent, ktorý na seba efektívne viaže molekuly oxidu uhličitého z prúdiaceho vzduchu a tým ich izoluje pre ďalšie spracovanie. Použitie hydroxidu draselného umožňuje, aby systém pracoval pri bežných podmienkach a efektívne filtroval CO₂ aj pri jeho nízkej koncentrácii v atmosfére.

Tento roztok sa v systéme neustále regeneruje a recirkuluje, čo minimalizuje potrebu dopĺňania chemikálií a znižuje prevádzkové náklady. Straty sorbentu sú podľa výrobcu minimálne a vyžadujú len periodické dopĺňanie, čo zjednodušuje údržbu pre koncového používateľa.    

Súčasne s procesom zachytávania uhlíka prebieha v druhej časti systému elektrolýza vody, ktorá je kritickým krokom pre získanie vodíka. Tento proces je poháňaný elektrickou energiou z obnoviteľných zdrojov, ideálne zo solárnych panelov inštalovaných priamo na mieste prevádzky, čím sa zabezpečuje uhlíková neutralita celého cyklu.

Počas elektrolýzy sa molekuly vody (H₂O) štiepia na čistý vodík, ktorý je nevyhnutný pre syntézu paliva, a kyslík, ktorý sa bezpečne vypúšťa späť do atmosféry ako neškodný vedľajší produkt. Kľúčovým krokom, ktorý odlišuje tento systém od iných vodíkových technológií, je následná termochemická reakcia. V nej sa zachytený oxid uhličitý kombinuje s vyrobeným vodíkom za vzniku metanolu.

Tento medziprodukt následne prechádza procesom známym ako MTG (Methanol-to-Gasoline), čo je katalytická konverzia premieňajúca metanol na uhľovodíkové reťazce. Tento dvojkrokový proces, ktorý sa líši od známej Fischer-Tropschovej syntézy, umožňuje presnejšiu kontrolu nad zložením výsledného produktu.

Výsledný produkt je syntetický benzín s oktánovým číslom (AKI) približne 90, čo zodpovedá európskemu štandardu RON 95 alebo vyššiemu. To znamená, že palivo je plne kompatibilné s modernými motormi, ktoré vyžadujú palivá s vyššou odolnosťou voči detonačnému spaľovaniu.  

Zdroj foto: Aircela

Na rozdiel od fosílnych palív získavaných rafináciou ropy, tento syntetický benzín neobsahuje žiadne nežiaduce prímesi. Nenájdete v ňom síru, benzén ani ťažké kovy, ktoré sú bežnými kontaminantmi v ropných produktoch a prispievajú k znečisteniu ovzdušia.

Spaľovanie tohto paliva preto produkuje čistejšie emisie, čo nielenže prospieva životnému prostrediu, ale tiež menej zaťažuje katalyzátory a motorové súčasti vozidiel. Jednotka je navrhnutá pre decentralizované použitie a pri nepretržitej prevádzke 24 hodín denne dokáže zachytiť približne 10 kilogramov oxidu uhličitého.

Z tohto množstva zachyteného uhlíka dokáže systém vyprodukovať približne 1 galón, teda asi 3,78 litra syntetického benzínu denne. Tento objem predstavuje priamu konverziu atmosférického znečistenia na využiteľnú energiu, pričom celý proces prebieha lokálne.    

Hoci sa denná produkcia necelých 4 litrov môže zdať na prvý pohľad nízka, pre bežného vodiča to má významný dopad. Pre používateľa, ktorý denne najazdí niekoľko desiatok kilometrov, to predstavuje dostatočné množstvo na pokrytie priemernej dennej spotreby bez nutnosti navštevovať čerpaciu stanicu.

V priebehu týždňa tak systém vygeneruje takmer 27 litrov paliva, čo postačuje na bežné dochádzanie do práce či na nákupy. Zariadenie je navyše vybavené integrovanou nádržou s kapacitou 17 galónov, čo je približne 64,3 litra. Táto kapacita umožňuje palivo postupne hromadiť počas dní, keď auto stojí v garáži, a natankovať plnú nádrž naraz, napríklad raz za dva týždne.

Tento prístup mení paradigmu tankovania z "ísť na pumpu, keď je nádrž prázdna" na "mať vždy plnú nádrž vďaka domácej výrobe". Energetická náročnosť procesu je kľúčovým faktorom pre jeho ekonomickú a ekologickú udržateľnosť a je predmetom častých diskusií.

Na výrobu 1 galónu (3,78 litra) paliva spotrebuje systém približne 75 kilowatthodín (kWh) elektrickej energie. Cieľom spoločnosti je dosiahnuť energetickú účinnosť konverzie celého systému na úrovni viac ako 50 %, keď sa vývoj posunie do fázy škálovania.    

Pri porovnaní s priamym využitím elektriny v elektromobiloch je zrejmé, že syntetické palivá majú nižšiu celkovú energetickú účinnosť. Ak by sme 75 kWh energie použili priamo na nabitie batérie elektromobilu, vozidlo by prešlo výrazne dlhšiu vzdialenosť, často aj viac ako 400 kilometrov.

Syntetický benzín z rovnakého množstva energie umožní dojazd len okolo 50 až 60 kilometrov v závislosti od spotreby vozidla. Hlavnou výhodou tohto riešenia však nie je absolútna účinnosť v porovnaní s batériami, ale schopnosť dlhodobo skladovať energiu. Kvapalné palivo má hustotu energie rádovo vyššiu ako najlepšie Li-Ion batérie a nepodlieha samovybíjaniu.

To je kľúčové pre aplikácie, kde je hmotnosť a dojazd kritickým parametrom, alebo pre sezónne skladovanie energie z obnoviteľných zdrojov. Spoločnosť sa primárne zameriava na komerčných klientov a flotily. Cieľovou skupinou sú používatelia v odľahlých oblastiach, ostrovné komunity alebo priemyselné podniky, kde je zásobovanie konvenčnými palivami drahé a komplikované.

Modularita systému umožňuje škálovanie výkonu jednoduchým pridávaním ďalších jednotiek vedľa seba, čím sa zvyšuje celková výrobná kapacita. Cena zariadenia zatiaľ nebola presne stanovená, no výrobca zdôrazňuje, že cenová dostupnosť je pre ich misiu kľúčová.

Tvrdia, že pri dostatočnom objeme výroby a nízkej cene obnoviteľnej elektriny bude výsledná cena za liter paliva konkurencieschopná s tradičným benzínom. Tento ekonomický model však silne závisí od dostupnosti lacnej zelenej energie, čo môže byť v rôznych regiónoch limitujúcim faktorom.    

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Táto technológia ponúka realistickú cestu k uhlíkovej neutralite pre existujúci vozový park so spaľovacími motormi, ktorý bude na cestách ešte desaťročia. Umožňuje recykláciu atmosférického uhlíka do formy s vysokou energetickou hustotou, čím rieši problém skladovania obnoviteľnej energie a poskytuje strategickú nezávislosť od fosílnych zdrojov. Znižuje závislosť na centralizovanej infraštruktúre a umožňuje výrobu paliva priamo na mieste spotreby.

^{Zdroj: slashgear.com foto: Aircela}

Zobrazit Galériu