航空業每年使用約 1,000 億加侖的航空燃料，尋找一種可大規模使用的更清潔替代品一直是個挑戰，尤其是在不依賴廢油的情況下。現時，謝菲爾德大學的工程師們或許找到了一個更好的解決方案。該團隊的做法是直接從空氣中捕獲碳，並利用陽光將其轉化為燃料。謝菲爾德大學的王梅虹教授及其團隊開發了一個太陽能驅動的過程，該過程從空氣中捕獲二氧化碳，與氫氣混合，並利用聚焦的陽光創造可持續航空燃料（SAF）。
這種技術基於一種稱為直接空氣捕獲及二氧化碳利用（DACCU）的現有理念，但它解決了一個關鍵問題。傳統的 DACCU 使用天然氣來產生煅燒所需的高溫，而在此過程中，被捕獲的二氧化碳會從化學吸附劑中釋放出來。使用化石燃料來加熱使得這一過程的可持續性降低。謝菲爾德團隊用一種名為氫氣流化太陽煅燒爐的特殊反應器取代了化石燃料加熱步驟。該裝置利用鏡子將陽光聚焦到反應室，達到所需的高溫而無需現場燃燒任何燃料。
在這一系統中，氫氣的作用不僅僅是作為燃料成分。它還能在煅燒過程中移動碳顆粒，並提供後續製作燃料所需的材料。這消除了傳統 DACCU 中製造合成氣、準備氫氣和純化二氧化碳等分步驟的需要。王教授表示，創新之處在於氫氣流化煅燒爐。這種雙重用途的設計使我們能夠跳過傳統的複雜步驟，如合成氣生產和二氧化碳純化，從而實現更流暢且具成本效益的生產周期。
捕獲的二氧化碳和氫氣隨後被直接送入一個一步法的費希爾-特羅普施合成過程，該過程使用的是鐵-錳-鉀催化劑。這一過程能夠創造出在航空燃料範圍內的碳氫化合物，碳鏈長度為八到十六個原子，適用於當前的航空發動機。研究人員在工業規模上測試了這一過程，每年能捕獲 100 萬噸二氧化碳。與常規 DACCU 相比，這一太陽能驅動的方法使用的電力降低了 63%，現場二氧化碳排放減少了 59%。可持續航空燃料的預期最低價格為每公斤 $4.62 / 約 HK$ 36.05，而標準 DACCU 的價格約為每公斤 $5.60 / 約 HK$ 43.68。
王教授補充道，透過在現場將大氣中的碳轉化為可持續航空燃料，我們將二氧化碳從廢物轉變為有價值的資源，促進一個循環經濟，消除了傳統碳捕獲和儲存所需的昂貴管道網絡和地質儲存設施。可持續航空燃料仍然是航空業在近期減少排放的最切實可行的方式。與氫氣或電動引擎不同，它可以在不改變的情況下使用於當前的噴氣發動機。當前在英國製造的大多數可持續航空燃料特別依賴於廢油，而這一資源供應短缺。王教授的團隊相信，太陽能驅動的 DACCU 可以通過利用陽光和空氣這兩種基本上是無限的資源來解決這一問題。該研究於 3 月 26 日在《自然通訊》上發佈。
