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CSPPLAZA光熱發電網訊：海(hai)藻不僅易(yi)于獲取，且含(han)有制造太陽能(neng)燃(ran)料（氫，碳(tan)和氧）所需的碳(tan)氫化合物(wu)，是(shi)一種頗具(ju)潛力(li)的新型(xing)能(neng)源原(yuan)料。

近日，來自澳大利亞國立大學（ANU）的John Pye與Mahesh Venkataraman領導的太陽能燃料研究團隊就此研發了一個新型太陽能燃料反應堆裝置，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(zhuang)置的工作(zuo)原理進行了闡述。

該裝置利用(yong)太陽(yang)熱(re)能(neng)產生605℃的高(gao)溫，在高(gao)溫作用(yong)下，海藻進行氣化分(fen)解，從而(er)生成(cheng)燃(ran)料(liao)。

整個過(guo)(guo)程僅需兩步。第一步 - 超(chao)(chao)臨(lin)界水氣(qi)化(hua)（SCWG）：這是一種(zhong)新一代熱(re)化(hua)學轉化(hua)技術，化(hua)學轉化(hua)率高且浪費率低。在(zai)該過(guo)(guo)程中，混有水分的海(hai)藻會在(zai)高溫(wen)高壓條(tiao)件下實現超(chao)(chao)臨(lin)界狀態。Venkataraman表示，“超(chao)(chao)臨(lin)界水氣(qi)化(hua)并不只(zhi)適用于海(hai)藻，你可(ke)以使用SCWG將任何(he)碳質原料氣(qi)化(hua)，如城市垃圾，動物糞便，植(zhi)物垃圾，農業垃圾等。”

第二步 - 費托(tuo)過(guo)程(cheng)(Fischer-Tropsch synthesis): 這是(shi)(shi)煤(mei)間接(jie)液化技(ji)術之(zhi)一(yi)，可簡稱為(wei)F-T反應，是(shi)(shi)以合(he)成氣為(wei)原料在催化劑和適當反應條件下合(he)成液體燃料的工藝過(guo)程(cheng)。

整(zheng)個過程如何(he)在(zai)反(fan)應(ying)堆中(zhong)實現呢(ni)? 在(zai)該(gai)裝置中(zhong)，定(ding)日鏡將(jiang)太陽光聚集于(yu)塔(ta)(ta)頂吸熱(re)器中(zhong), 吸熱(re)器壁(bi)溫高達800°C，壓力為24 MPa，以便將(jiang)海藻溫度(du)加(jia)熱(re)至605℃。兩個反(fan)應(ying)堆位于(yu)塔(ta)(ta)頂，一(yi)個用于(yu)進行超臨界水(shui)氣(qi)(qi)化(hua)，一(yi)個用于(yu)進行F-T反(fan)應(ying)。混(hun)有水(shui)分的(de)(de)海藻在(zai)高溫高壓下開始氣(qi)(qi)化(hua)，形成(cheng)可(ke)以轉(zhuan)化(hua)為液(ye)體燃料的(de)(de)合成(cheng)氣(qi)(qi)。氣(qi)(qi)化(hua)過程中(zhong)產生的(de)(de)氣(qi)(qi)體含(han)有大量(liang)的(de)(de)氫氣(qi)(qi)，甲烷和(he)(he)二氧化(hua)碳。蒸汽重整(zheng)是為了(le)將(jiang)這些氣(qi)(qi)體轉(zhuan)化(hua)為適合進行費托過程的(de)(de)合成(cheng)氣(qi)(qi)（一(yi)氧化(hua)碳和(he)(he)氫氣(qi)(qi)的(de)(de)混(hun)合物）。然后合成(cheng)氣(qi)(qi)會在(zai)另一(yi)個反(fan)應(ying)堆中(zhong)進行F-T反(fan)應(ying)，并生成(cheng)液(ye)體燃料。

接下來，John Pye研究(jiu)團隊將進(jin)行(xing)進(jin)一(yi)步研究(jiu)，比如(ru)開(kai)展新的小型且(qie)更靈活的微型F-T反應堆設計，以(yi)提(ti)升(sheng)裝置(zhi)的經(jing)濟性(xing)，并會對裝置(zhi)進(jin)行(xing)改良，使(shi)其可以(yi)處理(li)更為便宜的廢棄生物質原料，例如(ru)甘蔗渣（甘蔗廢漿）。

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