このソーラータワーは太陽光、水、ガスからジェット燃料を作ります

一見すると、マドリード郊外にひっそりと建つこの建物は太陽光発電所のように見えるかもしれません。工業団地の中にあるこの施設には、太陽光反射鏡、つまりまぶしい太陽光を塔の頂上に集める鏡が並んでいます。

しかし、この発電所は電気を発電するためのものではなく、ジェット燃料を生産するためのものです。

過去数年間、スイスとドイツのさまざまな機関の研究者らは、太陽光と大気から捕獲した温室効果ガスのみを使用して、通常は化石燃料を使用する炭素集約型プロセスである推進剤を作成する方法をテストするためにこの技術を使用してきました。彼らはその結果をジュール誌に発表しました。 今日。

塔の内部で起きているのは、フィッシャー・トロプシュ法と呼ばれる化学反応です。特定の条件下では、水素ガスと一酸化炭素（そう、車の排気ガスから出る同じ有毒ガス）が反応します。原子が水蒸気と炭化水素に再配置されます。これらの炭素化合物には、ディーゼル、灯油、その他の燃料が含まれますが、これらは手を汚して石油を精製することで生成されるものです。

この塔は新しいが、基礎となるプロセスは最近の発明ではない。2人の化学者（当然ながらフィッシャーとトロプシュ）が、ほぼ1世紀前にドイツでこれを開発した。しかし、歴史的には後付けのようなものだった。一酸化炭素の供給源が必要で、通常は石炭、天然ガス、またはその副産物だ。石油へのアクセスが限られている場合は便利だが、輸送部門のクリーン化を目指す場合はあまり役に立たない。

[関連: 持続可能な航空燃料に関するすべての疑問にお答えします]

現在、深刻化する気候危機により、よりクリーンな燃料への関心が高まり、代替炭素源の需要が高まっています。生物廃棄物は人気のあるものの 1 つです。このプラントは、大気から二酸化炭素を捕捉するという異なるアプローチを採用しています。

そこには 169 個の太陽光反射板があり、太陽光を写真に映し出している。高さ 50 フィートの構造物の頂上で、その光 (平均して太陽の 2,500 倍の明るさ) が、希土類元素番号 58 のセリウムでできた多孔質のセラミック ボックスに当たる。このセラミック ボックスは空気中から水と二酸化炭素を取り込み、その原子を水素ガスと一酸化炭素に分解する。

「私たちは10年以上にわたって科学技術の開発に取り組んできました」と、論文の著者の一人であり、スイスのチューリッヒ工科大学のエンジニアであるアルド・スタインフェルド氏は言う。スタインフェルド氏と彼の同僚は2010年に初めて研究室でボックス方式を実証した。2017年までに彼らはプラントの建設を開始した。

このプラントでは、新たに生成されたガスが塔の底に沈み、そこで輸送コンテナに入り、フィッシャー・トロプシュ反応が行われます。その結果、空気から二酸化炭素を取り出して生成される化石燃料を使わない灯油が生まれます。研究者らは、この灯油は今日でも問題なく燃料タンクに注入できると述べています。

世界的なパンデミックが起こる前、航空機が世界の二酸化炭素排出量に占める割合は3%未満だった。対照的に、陸上車両は6倍以上の二酸化炭素を排出していた。しかし、世界の道路交通が電気自動車に置き換わり始めた一方で、航空機に代わる現実的な手段はまだ存在しない。

そのため、航空業界と政府はバイオ燃料などの代替燃料に注力しようとしている。正確なスケジュールはまだ決まっていないが、欧州の規制当局は2050年までに欧州連合の空港で供給される燃料の85パーセントを非化石燃料から供給するよう要求するかもしれない。

こうした環境下で、フィッシャー・トロプシュ法が注目を集めている。昨年、ドイツの非営利団体アトモスフェアがオランダ国境近くに合成灯油を製造する工場を開設した。同工場は太陽光発電と廃棄バイオガスの複雑な相互作用を利用して化学成分を生産している。アトモスフェア工場の開設以来、1日あたり8バレルの灯油を生産しているが、これは2019年に世界で使用された23億ガロンのバケツの中のほんの一滴に過ぎない。

スペインの太陽灯油惑星もその足跡をたどっているが、スタインフェルド氏は、太陽があれば水素と一酸化炭素の採取がずっと簡単になると言う。しかし、アトモスフェアの工場と同様、これはまだ初期段階だ。「この施設は商業規模のものに比べると比較的小規模です」とスタインフェルド氏は言う。しかし、彼と同僚たちは、これは重要な実証だと信じている。

[関連: 浮体式ソーラーパネルはクリーンエネルギーの次の大物になるかもしれない]

スタインフェルド氏によると、航空業界全体の需要を満たすには、およそエストニアの面積に相当する約 17,500 平方マイルの面積をカバーする太陽光灯油プラントが必要になる。これは確かに大きな数字に聞こえるが、スタインフェルド氏は別の見方をしている。人口がまばらな暑い砂漠の比較的小さな区画で、世界中の航空機すべてに燃料を供給できるのだ。

（これに似た前例がある。太陽が降り注ぐモロッコはすでに太陽光発電の中心地となっており、同国は比較的曇りの多い英国にその電力の一部を輸出する計画を立てている。）

スタインフェルド氏は、次のステップはプロセスの効率化だと話す。現在、セラミックボックスに当たる太陽エネルギーのうち、実際にガス生成に使われるのはわずか 4.1 パーセントだ。研究者たちは、この数字を大幅に増やせると考えている。