中国储能网讯：由加州理工学院、瑞士苏黎世联邦理工大学和Paul Scherrer研究所科研人员组成的研究团队在2010年12月24日出版的Science杂志上发表论文指出，他们设计了一套太阳能两步热化学循环反应器系统，用于分解CO2和H2O，进而制取燃料。在经过500次循环后可以稳定快速产生燃料，太阳能转换成燃料的效率为0.7%~0.8%。研究人员认为转换效率主要受到系统规模和设计的制约，而不是其化学原理。研究人员已就此工艺申请了专利（US20090107044）。
这一系统的基础是太阳能热化学循环反应，利用非化学计量二氧化铈（CeO2）离解H2O和CO2。反应器设计将多孔CeO2曝露在太阳能聚光辐射下，加热至1420℃~1640℃，从金属氧化物晶格中释放氧，随即被还原的金属氧化物从二氧化碳和水分子中剥夺氧原子，形成CO和H2，之后利用合成气制取燃料。
研究人员表示，研究中显示的CO2分解的太阳能到燃料转化效率比现有领先的光催化过程要高两个数量级，而按重量计算的产氢率超过其他太阳能热化学过程一个数量级。
研究人员发现，反应器的转化效率和循环率都在很大程度上受限于由于热传导和辐射热转移产生的热损。单独基于CeO2材料特性的热力学分析显示，即使没有显热回收，潜在转化效率也可达到16%~19%。基于此，研究团队预期，反应器优化和系统集成将能够大幅度提升转化效率和燃料生产率。
