翻译 马德

原文作者：克莱-狄洛（Clay Dillow）

英文原载：美国《大众科学》网站

原文网址：

http://www.popsci.com/science/article/2009-11/co2-recycler-uses-sunlight-turn-waste-carbon-back-fuel

图片说明：“反向旋转式环形接收反应恢复器”
（Counter-Rotating-Ring Receiver Reactor Recuperator），
简称CR5，一项在清洁能源生产和减少排放污染方面的突破性发明。
图为研究人员Rich Diver正在维护这台新发明的设施。
（图片提供：Randy Montoya）

一个新的发明！美国圣地亚(Sandia)国家实验室的科学家的一项研究正在探索一种能够大量制造廉价氢气燃料的新途径，这是一种可以把二氧化碳逆向转换成为燃料的重大发明。虽然他们发明的这套系统仍有诸多亟待改进之处，但是他们不久前已经演示了一个实验模型，这个被称为“阳光变石油”的设备成功地把作为废气被排放的二氧化碳转换成一氧化碳，然后再利用水合成为混合燃气(syngas)。而在这个过程中所消耗的仅仅是太阳能而已。

这个设备被命名为“反向旋转式环形接收反应恢复器”（Counter Rotating Ring Receiver Reactor Recuperator，简称为"CR5"）的设施，通过一个富铁合成材料制成的部件，由聚焦的阳光加温，引发热-化学转换反应。在二氧化碳分子被加热—冷却的过程中，其中的一个氧原子被脱落，于是奇迹发生——变成了一氧化碳。

CR5是个筒状的金属设备，内部有两个腔室，一个称为热室，另一个是冷室。当热室经太阳能加热，达到2,700度的高温时，铁氧化合材料部件中部分氧原子发生逃逸。接着这个富铁混合材料部件被迅速推入充满二氧化碳的冷室。由于突然冷却，铁氧化合物会从二氧化碳中吸纳氧原子，于是，失去氧原子的二氧化碳变成了一氧化碳。

用同样的原理，如果在冷室里有水，那么当加热后的铁氧化合物部件被推入冷室时，因为水分子中的氧原子被急剧冷却的铁合金吸纳，失去了氧原子的水分子就变成了氢。氢气和一氧化碳混合能够合成一种混合气体，可以用来替代当前普遍使用的烃基燃料，比如汽油、柴油以及喷气机燃油等。在这些传统燃料的碳排放问题未能全部解决的情况下，这种新型的混合燃气(syngas)毕竟在燃烧后生成的只是二氧化碳——要么开发这种新的能源以避免碳排放，要么以高额成本设法封存二氧化碳，二者必选其一，总之是没有免费的午餐。

如何通过二氧化碳的循环使用，回收工业排放的废气并使之转化为能源以得到充分的利用，而不是任其污染大气，这依然是科学界面临的难题。下一步需要解决的问题是大幅度提高太阳光的使用能效。CR5设施投放市场预计要在十年以后，但是这个思路是引人注目的——捕获工业排放的二氧化碳废气，使之直接转化为新的能源，而且在此过程中所需要的仅仅是取之不尽的阳光，我们至少可以说，此项发明前景前景诱人！