Thiết bị này thu nhận carbon dioxide và nước từ khí quyển. Sau đó, sử dụng năng lượng Mặt trời để chuyển chất thu được thành khí tổng hợp. Khí tiếp tục được chuyển đổi thành nhiên liệu lỏng ở trạng thái trung tính carbon. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature.
Những biện pháp như phát minh xe điện, năng lượng hydro, pin nhiên liệu và các dạng năng lượng bền vững khác thường yêu cầu cơ sở hạ tầng mới. Điều đó có thể làm chậm quá trình triển khai kế hoạch. Trong khi đó, nhiên liệu tổng hợp có thể là một giải pháp tốt. Chúng được tạo ra để bắt chước các nhiên liệu hydrocarbon lỏng hiện tại, nhưng sản xuất từ các nguồn có thể tái tạo, như sinh khối, rác thải hoặc carbon đã có trong khí quyển.
Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học tại ETH Zurich đã phát triển và thử nghiệm một hệ thống mới có thể tạo ra nhiên liệu bằng ánh sáng Mặt trời và không khí. Nhiên liệu tạo thành ở trạng thái trung tính carbon, chỉ giải phóng nhiều carbon dioxide khi bị đốt cháy.
Hệ thống bao gồm thiết bị có chức năng thu nhận không khí trực tiếp, oxy hóa khử bằng năng lượng Mặt trời và biến khí thành chất lỏng. Thiết bị đầu tiên hút không khí xung quanh và sử dụng sự hấp phụ để kéo carbon dioxide và nước ra khỏi nó. Sau đó, ở thiết bị thứ hai, năng lượng Mặt trời được khai thác để kích hoạt các phản ứng hóa học.
Thiết bị cuối sẽ là lò phản ứng Mặt trời, tạo ra nhiệt độ 1.500 độ C. Bên trong lò phản ứng là một cấu trúc làm bằng xeri oxit, hấp thụ oxy từ carbon dioxide và nước đi vào. Từ đó, tạo ra hydro và carbon monoxide - khí tổng hợp. Khí tổng hợp có thể được thu thập để sử dụng. Hoặc, nó có thể được chuyển đổi thành nhiên liệu hydrocarbon lỏng như dầu hỏa hay metanol.
Để kiểm tra hiệu quả của phương pháp, các nhà nghiên cứu đã thiết lập một hệ thống thí điểm 5 kW trên mái của một tòa nhà. Hệ thống chạy liên tục 7 giờ/ngày dưới ánh sáng Mặt trời và có thể tạo ra 32 ml metanol mỗi ngày.
Nhóm nghiên cứu cho biết, kết quả đã chứng minh rằng, phương pháp này hiệu quả và có thể được mở rộng sang sản xuất thương mại. Để đáp ứng toàn bộ nhu cầu dầu hỏa trong ngành hàng không, nhóm nghiên cứu tính toán rằng, sẽ cần khoảng 45.000 km2 nhà máy năng lượng Mặt trời. Tuy nhiên, chi phí trả trước để thiết lập các nhà máy này sẽ khiến nhiên liệu có giá cao hơn so với nhiên liệu hóa thạch.
