乍一看，您可能会认为隐藏在马德里郊区的一座建筑是太阳能发电厂。该工厂坐落在一个工业园区内，拥有大量的太阳能反射器——镜子将耀眼的阳光汇聚到塔顶。
但该工厂不是用于发电。而是用于制造喷气燃料。
在过去的几年里，来自瑞士和德国多个不同机构的研究人员一直利用它来测试一种制造推进剂的方法——这通常涉及化石燃料的碳密集型过程——几乎只利用阳光和从大气中捕获的温室气体。他们今天在《Joule》杂志上公布了他们的研究结果。
塔内发生的事情是化学上称为费托合成的过程。在某些条件下，氢气和一氧化碳（是的，就是来自汽车尾气的有毒气体）可以发生反应。它们会重新排列原子，形成水蒸气和碳氢化合物。这些碳化合物包括柴油、煤油以及您可能通过提炼石油生产的其他燃料。
虽然这座塔是新的，但其基本工艺并不是一项新发明；两位化学家——顾名思义，费歇尔和托普施——在近一个世纪前在德国开创了这项技术。但它在历史上一直有些被忽视。您需要某种一氧化碳的来源：通常是煤炭、天然气或它们的副产品。如果您获得的石油有限，它会很有用，但如果您试图清理交通运输部门，它的帮助就没那么大了。
如今，随着气候危机日益加剧，人们对清洁燃料的兴趣日益浓厚，对替代碳源的需求也在不断增长。生物废料是一种流行的选择。该工厂则采取了不同的方法：从大气中捕获二氧化碳。
这就是 169 个太阳能反射器将阳光聚焦到此的原因。在 50 英尺高的结构顶部，它们的阳光——平均比太阳亮 2500 倍——照射到一个由镧（稀土元素 58 号）制成的多孔陶瓷盒上。这会将空气中的水和二氧化碳吸入，并将它们的原子分解成氢气和一氧化碳。
“我们已经开发这项科学技术十多年了，”苏黎世联邦理工学院的工程师、该论文的作者之一 Aldo Steinfeld 说。Steinfeld 和他的同事们早在 2010 年就在实验室里展示了这种盒子方法。到 2017 年，他们开始建造工厂。
在该工厂中，新产生的气体沉降到塔的底部，然后进入一个进行费托合成反应的集装箱。最终结果是化石燃料免费的煤油，通过从空气中提取二氧化碳而生产。研究人员表示，它今天可以毫无问题地泵入燃料箱。
在全球大流行之前，航空占世界二氧化碳排放量的不到 3%。相比之下，陆地车辆排放的量是它的六倍多。但是，尽管我们已经开始用电动汽车取代世界上的公路交通，但对于飞机来说，仍然没有可行的替代方案。
因此，航空业和政府正试图专注于替代能源，例如生物燃料。尽管其确切的时间表仍然不确定，但欧洲监管机构可能会要求到 2050 年，非化石燃料来源将提供欧洲联盟机场加油量的 85%。
在这种环境下，费托合成过程登上了舞台。去年，一家名为 Atmosfair 的德国非营利组织在荷兰边境附近开设了一家工厂，生产合成煤油。它依靠太阳能电力和废生物气的复杂相互作用来获取其化学成分。自 Atmosfair 工厂开业以来，它每天生产八桶煤油：这对于世界在 2019 年使用的 23 亿加仑燃料来说，几乎是杯水车薪。
西班牙的太阳能煤油工厂也效仿了这一点，尽管 Steinfeld 表示太阳能使获取氢气和一氧化碳变得容易得多。尽管如此，与 Atmosfair 工厂一样，它也只是一个早期尝试。“与商业规模相比，该设施相对较小，”Steinfeld 说。但他和他的同事们相信这是一个重要的演示。
根据 Steinfeld 的说法，满足整个航空业的需求将需要太阳能煤油厂覆盖约 17,500 平方英里的区域，大致相当于爱沙尼亚的大小。这听起来确实很大，但 Steinfeld 有不同的看法：一片相对较小的、人口稀少的炎热沙漠地区就可以供应世界上所有的飞机。
（这一点并非没有先例：阳光充足的摩洛哥已经成为太阳能发电中心，并且该国正计划将部分电力出口到相对多云的英国。）
目前，Steinfeld 表示下一步是提高工艺效率。现在，只有 4.1% 的照射到陶瓷盒上的太阳能真正用于生产气体。研究人员认为他们可以大大提高这一数字。
