正在美国能源部桑迪亚国家实验室进行的试验中，利用太阳能合成不产生温室气体的燃料的装置倍受人们关注———

 

　　设在美国新墨西哥州中部城市阿布奎基的美国能源部桑迪亚国家实验室的研究人员称，他们研制出了一种装置，能利用阳光将水分解成氢和氧，或者将二氧化碳转化成同氢结合在一起的一氧化碳，旨在制造诸如甲醇、乙醇乃至汽油和柴油之类的碳氢化合物。研究人员还称，这项技术有望利用同样资源可实现生物质变燃料的计划，能量转换效率可能会更高。

 

　　这种称做“反向旋转环形反应换热器(”Counter Rotating Ring Receiver Reactor Recuperator，简称CR5)的装置，实际上是由一叠圆环或圆盘架构而成，每个圆环或盘的圆周上装有一打翅片，其材料由基体中的活性金属氧化物(锈)构成，能耐高温。

 

　　当圆环转动时，这种物质便进入一个受到太阳集热器辐照的反应室中(温度超过1500℃)。这样的高温在激发氧从锈层中逸出的同时，也使金属的结构发生了变化。其过程是:圆环带着金属氧化物旋转(大约每分钟转一圈)直至到反应室的另一端，在相对低一些的温度(大约1000℃)下，这种焦化的锈层暴露在蒸气中与水发生反应，能有效地使氧从水中分解出来，并使锈层恢复到它原来的状态(这一反应过程中也产生出自由的氢)。然后，这种循环周而复始地继续下去。

 

　　在CR5中，当二氧化碳在太阳反应室中被分解成一氧化碳和氧后，便可用任何的一种商业生产方法，将一氧化碳同从CR5热交换器中得到的氢结合在一起制造合成碳氢燃料。

 

　　“第一步是从碳浓度高的来源如发电厂的烟囱那里捕集碳”，桑迪亚国家实验室“阳光变石油”计划的领头人、化学工程师詹姆斯·E·米勒(James E.Miller)说:“但我们的最终目标是直接从空气中捕获碳，用来制造中和的液体燃料。”

 

　　在这套CR5装置中，每一个圆环都与同它相邻的圆环反向旋转;而太阳集热器则由一台直流电动机和一套齿轮驱动并带动这些圆环转动。这种设计通过激发太阳反应室(1500℃)的一个圆环的一部份，可以将热能转移给相邻的圆环得以实现。当这些相邻的圆环刚刚离开温度相对较低的蒸汽室时，就需要重新加热以释放出刚刚获得的氧。桑迪亚国家实验室的科学家称，从理论上讲，这种装置将太阳能转化成化学能的最大效率可以从36%提高到76%。

 

　　据桑迪亚国家实验室的研究人员报道，他们正在着手研制尺寸相当于一个油桶那般大小的合成染料发生器……，它可以每天将22公斤的二氧化碳和18公斤的水转化成大约9.5立升的液体燃料。他们预计，如果是商用炼油厂，则需要许许多多的合成燃料发生器。

 

　　然而，正在进行这项研究的桑迪亚国家实验室燃料和能量转换部主任埃伦·B·斯特克尔(Ellen B.Stechel)称:“要想使CR5装置实现商业化，可能还需要15~20年的时间。”“到底需要多少时间，”米勒说，“只是凭一些感觉，什么地方的太阳可供收集利用，包括在反应材料的表面-体积比这方面，我们还得做一些改进。因为它将影响反应的速度和氧的交换，更不用说用来捕集二氧化碳系统的状态了。”