September 29, 2022

Pada pandangan pertama, Anda mungkin berpikir struktur yang terletak di pinggiran kota Madrid adalah pembangkit listrik tenaga surya. Bertengger di kawasan industri, fasilitas ini menampilkan penonton reflektor surya—cermin yang memusatkan sinar matahari yang menyilaukan ke puncak menara.

Tapi pembangkit ini bukan untuk menghasilkan listrik. Ini untuk menghasilkan bahan bakar jet.

Selama beberapa tahun terakhir, para peneliti dari beberapa institusi berbeda di Swiss dan Jerman telah menggunakannya untuk menguji metode pembuatan propelan—biasanya proses intensif karbon yang melibatkan bahan bakar fosil—menggunakan sedikit lebih banyak daripada sinar matahari dan gas rumah kaca yang ditangkap dari atmosfer. Mereka mempublikasikan hasil mereka di jurnal Joule hari ini.

Apa yang terjadi di dalam menara mereka adalah sedikit kimia yang dikenal sebagai proses Fischer-Tropsch. Dalam kondisi tertentu, gas hidrogen dan karbon monoksida (ya, gas beracun yang sama dari knalpot kendaraan) dapat bereaksi. Mereka mengatur ulang atom mereka menjadi uap air dan hidrokarbon. Senyawa karbon tersebut termasuk solar, minyak tanah, dan bahan bakar lain yang mungkin Anda hasilkan dengan mengotori tangan Anda dan memurnikan minyak bumi.

Meskipun menaranya baru, proses yang mendasarinya bukanlah penemuan baru; dua ahli kimia—yang tentu saja bernama Fischer dan Tropsch—merintisnya di Jerman hampir seabad yang lalu. Tapi itu secara historis menjadi sesuatu yang renungan. Anda memerlukan beberapa sumber karbon monoksida itu: biasanya batu bara, gas alam, atau produk sampingannya. Ini berguna jika Anda memiliki akses terbatas ke minyak bumi, tetapi kurang membantu jika Anda mencoba membersihkan sektor transportasi.

[Related: All your burning questions about sustainable aviation fuel, answered]

Sekarang, dengan meningkatnya krisis iklim yang memicu minat pada bahan bakar yang lebih bersih, permintaan akan sumber karbon alternatif semakin meningkat. Limbah biologis adalah salah satu yang populer. Tanaman ini mengambil pendekatan yang berbeda: menangkap karbon dioksida dari atmosfer.

See also  Lihatlah pesawat Mars pertama yang sepenuhnya ditenagai oleh angin

Di situlah 169 reflektor surya menyorotkan sinar matahari ke dalam gambar. Di atas struktur setinggi 50 kaki, cahayanya—rata-rata, 2.500 kali lebih terang dari matahari—menabrak kotak keramik berpori yang terbuat dari cerium, elemen tanah jarang nomor 58. Itu menarik air dan karbon dioksida dari udara dan membelah atomnya menjadi gas hidrogen dan karbon monoksida.

“Kami telah mengembangkan sains dan teknologi selama lebih dari satu dekade,” kata Aldo Steinfeld, seorang insinyur di ETH Zürich di Swiss dan salah satu penulis makalah. Steinfeld dan rekan-rekannya pertama kali mendemonstrasikan metode kotak di laboratorium pada 2010. Pada 2017, mereka mulai membangun pabrik.

Di pabrik itu, gas yang baru dibuat tenggelam ke bagian bawah menara, di mana mereka memasuki wadah pengiriman yang melakukan reaksi Fischer-Tropsch. Hasil akhirnya adalah minyak tanah bebas bahan bakar fosil, diproduksi dengan menarik karbon dioksida dari udara. Para peneliti mengatakan itu dapat dipompa ke tangki bahan bakar, hari ini, tanpa masalah.

Sebelum pandemi global, penerbangan menyumbang kurang dari 3 persen emisi karbon dioksida dunia. Kendaraan darat, sebaliknya, memuntahkan lebih dari enam kali lipat. Tapi, sementara kita sudah mulai mengganti lalu lintas jalan dunia dengan mobil listrik, belum ada alternatif yang layak untuk pesawat.

Jadi industri penerbangan—dan pemerintah—mencoba untuk fokus pada sumber alternatif, seperti biofuel. Meskipun waktu pasti mereka masih belum jelas, regulator Eropa mungkin memerlukan sumber bahan bakar non-fosil untuk menyediakan sebanyak 85 persen bahan bakar yang dipompa di bandara Uni Eropa pada tahun 2050.

Dalam lingkungan ini, proses Fischer-Tropsch telah memasuki tahap. Tahun lalu, sebuah organisasi nirlaba Jerman bernama Atmosfair membuka pabrik di dekat perbatasan Belanda yang memproduksi minyak tanah sintetis. Itu bergantung pada interaksi yang kompleks antara listrik surya dan limbah biogas untuk mendapatkan komponen kimianya. Sejak pabrik Atmosfair dibuka, ia telah menghasilkan delapan barel minyak tanah per hari: hampir tidak ada penurunan dalam ember 2,3 miliar galon yang digunakan dunia pada tahun 2019.

See also  Mengapa penangkapan ikan salmon di Alaska dalam kekacauan

Planet solar minyak tanah di Spanyol mengikuti jejaknya, meskipun Steinfeld mengatakan matahari membuat hidrogen dan karbon monoksida menjadi lebih sederhana. Tetap saja, sama seperti pabrik Atmosfair, ini hanya penurunan awal. “Fasilitas ini relatif kecil dibandingkan dengan fasilitas skala komersial,” kata Steinfeld. Tapi dia dan rekan-rekannya percaya bahwa itu adalah demonstrasi penting.

[Related: Floating solar panels could be the next big thing in clean energy]

Menurut Steinfeld, memenuhi seluruh sektor penerbangan akan membutuhkan pabrik minyak tanah surya untuk menutupi area seluas sekitar 17.500 mil persegi, kira-kira seukuran Estonia. Kedengarannya besar, tetapi Steinfeld melihatnya secara berbeda: Sebidang yang relatif kecil dari gurun panas yang jarang berpenghuni dapat memasok semua pesawat di dunia.

(Ada preseden untuk hal seperti itu: Cerah Maroko telah menjadi pusat tenaga surya, dan negara tersebut berencana untuk mengekspor sebagian dari kekuatan itu ke Inggris yang relatif lebih berawan.)

Untuk saat ini, Steinfeld mengatakan langkah selanjutnya adalah membuat prosesnya lebih efisien. Saat ini, sedikitnya 4,1 persen energi matahari yang mengenai kotak keramik benar-benar digunakan untuk membuat gas. Para peneliti berpikir mereka bisa sangat meningkatkan jumlah itu.