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編者按： 海藻不僅易于獲取，且含有制造太陽能燃料(氫，碳和氧)所需的碳?xì)浠衔?，是一種頗具潛力的新型能源原料。

近日，來自澳大利亞國立大學(xué)(ANU)的John Pye與Mahesh Venkataraman領(lǐng)導(dǎo)的太陽能燃料研究團(tuán)隊(duì)就此研發(fā)了一個新型太陽能燃料反應(yīng)堆裝置，并在兩篇論文(Modelling of a 50 MWth On-Sun Reactor for SCWG of Algae-Understanding the Design Constraints，System-Level Simulation of a Solar-Driven Liquid Fuel Production Plant via Gasification-Fischer–Tropsch Route)中對該裝置的工作原理進(jìn)行了闡述。

該裝置利用太陽熱能產(chǎn)生605℃的高溫，在高溫作用下，海藻進(jìn)行氣化分解，從而生成燃料。

整個過程僅需兩步：

▲ 第一步 - 超臨界水氣化(SCWG)

這是一種新一代熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)，化學(xué)轉(zhuǎn)化率高且浪費(fèi)率低。在該過程中，混有水分的海藻會在高溫高壓條件下實(shí)現(xiàn)超臨界狀態(tài)。Venkataraman表示，“超臨界水氣化并不只適用于海藻，你可以使用SCWG將任何碳質(zhì)原料氣化，如城市垃圾，動物糞便，植物垃圾，農(nóng)業(yè)垃圾等。”

▲ 第二步 - 費(fèi)托過程(Fischer-Tropsch synthesis)

這是煤間接液化技術(shù)之一，可簡稱為F-T反應(yīng)，是以合成氣為原料在催化劑和適當(dāng)反應(yīng)條件下合成液體燃料的工藝過程。

整個過程如何在反應(yīng)堆中實(shí)現(xiàn)呢? 在該裝置中，定日鏡將太陽光聚集于塔頂吸熱器中, 吸熱器壁溫高達(dá)800°C，壓力為24MPa，以便將海藻溫度加熱至605℃。兩個反應(yīng)堆位于塔頂，一個用于進(jìn)行超臨界水氣化，一個用于進(jìn)行F-T反應(yīng)?；煊兴值暮Ｔ逶诟邷馗邏合麻_始?xì)饣纬煽梢赞D(zhuǎn)化為液體燃料的合成氣。

氣化過程中產(chǎn)生的氣體含有大量的氫氣，甲烷和二氧化碳。蒸汽重整是為了將這些氣體轉(zhuǎn)化為適合進(jìn)行費(fèi)托過程的合成氣(一氧化碳和氫氣的混合物)。然后合成氣會在另一個反應(yīng)堆中進(jìn)行F-T反應(yīng)，并生成液體燃料。

接下來，John Pye研究團(tuán)隊(duì)將進(jìn)行進(jìn)一步研究，比如開展新的小型且更靈活的微型F-T反應(yīng)堆設(shè)計(jì)，以提升裝置的經(jīng)濟(jì)性，并會對裝置進(jìn)行改良，使其可以處理更為便宜的廢棄生物質(zhì)原料，例如甘蔗渣(甘蔗廢漿)。
原標(biāo)題：澳大利亞研發(fā)光熱反應(yīng)堆裝置，實(shí)現(xiàn)利用海藻提取太陽能燃料