美科学家利用太阳能将二氧化碳转化为燃料

桑迪亚的研究员所开发的太阳能反应堆原型使用巨型镜阵收集和汇聚阳光为超强光束，并注入反应堆内部的金属氧化物环。环在阳光驱动下旋转，可加热到1400度以上的高温，随后再冷却到1100度以下。接着将这些环曝露于二氧化碳和水中。高温时，金属氧化环释放氧气；低温时，环从CO2或H2O分子中窃取氧原子。热化学反应留下了碳分子或氢气(其混合物通常称为“合成气”)，这便是碳氢化合物燃料的结构单元。

斯特切尔介绍，太阳能收集器占地约20平米，反应堆有啤酒桶大小，如果每天产油100万桶，则需要121400公顷的镜面用来收集阳光。(全球目前液态燃料日消耗量为8600万桶。)

硬件的耐久性目前还是个问题，研究者正持续工作，让该系统变得尽可能高效，使之能够成功商业化并大规模应用。

碳科学公司则致力于收集后处理：将碳转化为燃料。使用该公司专门开发的金属催化剂，可将CO2和天然气结合。现在，该公司已经成功地将CO2与甲烷混合制成可转化为普通燃料的合成气。将合成气转化成交通燃料已是成熟技术，不过碳科学公司的加工过程是一种革新，它生产燃料时不会再排放CO2到大气中。这不但节约了成本，而且有利于保障能源安全。

值得注意的是，在这一革新过程中，天然气提供了燃料中的部分碳氢化合物。其他公司致力于让这个过程中产生的碳氢化合物全部来自于CO2。英国的空气能源合成公司就用CO2和风能生产航空燃料，在概念演示中，初始日产量为1升。

尽管面临着艰巨挑战，研究却是至关重要的。“碳捕获和利用”可以克服“碳捕获和存储”的诸多缺陷，如难以找到足够的地下存储空间、泄露风险、长期责任问题及公众接受度问题。而且，利用它创造价值也有助于补偿碳捕获的开销。

通过碳回收制造液态燃料对于社会的可持续发展也具有重大意义，它有助于降低对石油的依赖。尽管电动汽车取得了很大成功，但电池不能满足航空和长距离交通燃料的需要。

总而言之，依靠CO2实现“反向燃烧”和“闭合循环”的效益是无比诱人的。由此，我们既可以生产像汽油一样的燃料，同时又能保护现有的基础设施。