개인적으로 관심있는 주제는 아니지만 님께서 참고할만한 소스를 알려드릴께요. 이 논문을 바탕으로 관련정보를 확장해 나가시면 좀더 분석을 하시는데 도움이 될 것입니다.

Transforming carbon dioxide into jet fuel using an organic combustion-synthesized Fe-Mn-K catalyst
https://www.nature.com/articles/s41467-020-20214-z
(텍스트는 링크 그대로 보시는게 편하실거고 표,테이블,기타 자료를 보실때는 우측 상단의 PDF를 다운받으셔서 보시는 것이 나을 것입니다.)


참고로,

Conversion, Selectivity and Yield (이건 굳이 헷갈리는 용어정의 검색해보지 마시라고 서비스로...)
https://en.wikipedia.org/wiki/File:Conversion,_Selectivity_and_Yield.svg

일단 Abstract만 보셔도 중요한 수치들은 얻으실 수 있을 것이고 반응전반에 대한 특성과 관련해서는 Result부분을 보시면 참고할만한 정보들이 있을 것입니다.

좋은 참고자료 제시 감사합니다.

위 글은 효율 100 % 로 가정하고 제가 계산을 해본 것에서 일부 수치를 인용한 것이고요.

효율 100 % 로도 위 글에 쓴 바와 같이 불가능한 문제라서, 실제로 어떤지 분석해볼 필요를 느끼진 못 했습니다.

10년만 지나면 가능합니다.

전기에너지를 화학 결합 (위 글에서는 부탄올) 으로 바꾸는 효율이 이미 80 % 가 되었다고 하고 있습니다. 이 정도면 충분히 높은 효율이고, 군용은 물론이고 민간용으로 쓴다 해도 크게 무리가 아닙니다.

이 전환 자체를 두고 된다 안 된다 말하는 것이 아닙니다.

날아가는 항공기가 포집할 수 있는 이산화탄소 양이 한계가 있기 때문에 항공기가 날아가는 동안 필요한 연료 공급할 정도로 생산을 할 수 없다는 얘기입니다. 아무리 기술 발전해도 없는 재료가 어디서 나오지는 않죠.

그리고 연료 소모량에 비해 매우 큰 항공기라서 충분히 많은 양의 공기를 흡입할 수 있다 할지라도 전환하기 위한 설비가 공장 수준이라 항공기에 넣는 것은 불가능한 수준이라는 것을 얘기하는 것아고요.

민간 항공기라면 가능할 수도 있죠. 하지만 군용 항공기를 그렇게 설계하는 것은 무리입니다.
그래서 글에도 군용항공기의 경우라고 명시했습니다.

그런데 민간 항공기라면 애초에 공중에서 연료 합성해가면서 날아다녀야 할 이유 자체가 없습니다. 완벽히 무의미한 시도가 되는거죠. 그냥 지상 공항에서 합성 미리 다 해놓은 것 공급받으면 되니까요.

지상에서 충분한 전력원을 갖고 충분히 공기 흡입해서 필요한 만큼 얼마든지 무공해 탄소중립 지속 가능한 연료 합성할 수 있는데 뭐하러 항공기에 공장을 차려놓느냐 ? 불가능하고 가능하다 해도 무의미하다는 얘기입니다.

ps. 어떤 분께서 제 글을 오해하시고 댓글 다셨다 지우신 것에 대한 답변입니다. 다른 분들도 오해 가능할 것 같아서 이미 메모장에 쓴 댓글을 달아놓습니다.

공중항모나 아스날 쉽이라면 그런 공장을 달고도 영공에 계속 떠 있다는 것이 중요하니까

용도는 있는 셈이죠.

아 이거 답 나오는 문제 맞나.

고속으로 들어오는 공기가 촉매와 충분히 반응할 수 있도록 느린 속도로 바꾸기 위한 거대한 덕트하며..

공중항모를 만든다 해도 저속으로 날아다닐 수밖에 없는데, 하늘에 거대한 과녁판 올려놓고 있는 꼴이겠네요.

원자로도 달고 있는 공중항모가 하늘을 떠다닌다 ? 이거 전세계 사람들이 어찌 받아들일지 모르겠다. 그에 비하면 훨씬 안전한 해상 원자력발전소도 말이 많은거 같던데..

이건 가능한 얘기인가 따져보고 싶어지긴 한데, 너무 일 많다. 아무리 심심해도 이건 할 짓이 아니네.
내 직감상으로는 불가능으로 계산될거 같은데..

아차 깜빡했다.

공중항모에서는 이런거 아예 필요없습니다.
설마 마하 이상 속도로 날아다니는 공중항모를 생각하시는 것은 아니겠죠 ?

그냥 원자로에서 나오는 전기로 돌리는 초대형 멀티콥터로 만들면 됩니다. 사방에 프로펠러 잔뜩 달겠네요. 이게 더 효율 좋습니다.

Sunfire 가 만든다는 첫번째 상업용 공장이 시간당 0.9 톤을 생산하는데, 이걸 생산하려면 대강 75 평 가량 면적 ( 250 평방미터 ) 의 공기흡입구가 있으면 됩니다. 물론 전환설비는 더 거대하겠고요.

물론 이산화탄소가 많이 나오는 지역은 공기흡입구가 좀 작아도 되겠지만, 전환설비까지 줄이지는 못 하기 때문에 의미 없고요.

이렇게 해도 KF-21 이 필요로 하는 연료를 실시간으로 생산하지 못 하지만,
하루 4 번 KF-21 연료탱크 만땅을 할 수 있습니다.

공군기지 정도면 한 40 배 규모로 해서 공기흡입구는 3000 평 정도 면적.
그래봐야 가로/세로 100 미터 밖에 안 되니 군 공항 면적 일부만 할당하면 되죠.
설비가 아무리 크다 해봐야 3000 평 면적에 못 넣겠습니까 ?
소형 원자로까지 다 넣겠네요. 설비와 원자로 모두 지하에 넣으면 더 좋을테고요.

미국 공군이 원하는 것은 이런 것일테죠.

전력 문제도 언급해두고 넘어가겠습니다.

항공기에 넣는 석유는 대강 45 MJ/kg 정도는 나온다고 봐야 할겁니다. ( 석유란게 워낙 중구난방식으로 수치 차이가 있어서 ) 석유 1 kg 에 12.5 KWh 의 에너지를 갖고 있는 것이고요.

5.5 톤의 석유는 68.75 MWh 의 에너지를 갖고 있는겁니다.

http://www.thelec.kr/news/articleView.html?idxno=5088

위 기사에 나온대로 전기자동차용 배터리가 에너지 밀도 300Wh/kg 이 된다면
229 톤의 배터리가 필요하죠.
배터리만 달랑 있으면 되는게 아니니 240 톤 정도는 생각해야 할거고요.
위 글에서 말했듯이 위 합성 연료 시스템이 80 % 의 효율이라면 300 톤이 필요합니다.

수소 등등 더 높은 에너지 밀도인 것을 쓴다면 그걸 쓰면 되지 합성 연료를 쓸 이유가 없습니다.

KF-21 이 공중에서 스스로 합성 연료 만들어서 그걸로 날아가게 하려면
300 톤이나 되는 배터리를 달거나 원자로를 달아야 합니다.

가능할리 없지만 KF-21 이 원자로를 달고 그 전력으로 합성 연료 만들어서 날아다닌다면
원자로 용량은 29 MW 짜리가 필요합니다.

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위 글에서 말한 Sunfire  의 상업공장이 효율 80 % 이고 24 시간 공장 돌린다면
11.42 MW 용량의 발전소가 필요합니다.

20 MW 수력발전소를 공장에 물리는 이유죠.

전기 비행기에서 석유 1 톤에 해당하는 에너지를 내려면 30 톤의 배터리가 필요하다더군요.
( 여기서 말하는 배터리의 에너지 밀도과 무게에 포함되는 범위는 모릅니다만.. )

그럼 165 톤이면 되는데 왜 300 톤인가 ?

석유의 에너지가 전부 활용되는 것이 아니고 그 중 몇십 % 는 낭비됩니다.
전기로부터 80 % 의 효율로 합성 연료 만들어도 그 합성 연료를 연소시키면서 똑 같이 몇십 % 가 낭비되죠.

165 톤이 300 톤이 되는 것은 제트 엔진이 몇십 % 낭비하는 것 때문이고요. 계산 실수가 아닙니다.
만약 300Wh/kg 짜리 배터리가 아니라 더 낮은 것을 쓴다면 무게는 더 늘어나야 합니다.

그냥 헬륨가스 비행선에..... 실어서 ..  항공연료만 채취하고...
채취후에 내려서... 연료사용하면 되지않을까요?

오지 소규모 진지 지역에.... 연료보급이 힘들경우...  이렇게 비행선하나 대동해서 . 이동하면서 생산.
보급해주고... 하면... 될것 같은데.

굳이 비행성이 착륙할 필요도 없고,    급유호스 하나만 내리면 되니.

발전과 보급을 한방에 해결할듯...

저 공장을 얼마나 가볍게 만들 수 있는가가 문제겠네요.

미국이 1000 톤을 실을 수 있는 비행선을 계획한 적도 있다 하니, 이 정도면 공장을 달고 다닐 수 있겠네요.

비행선이 거대한 것을 이용해서 태양전지판 또는 태양열발전기를 같이 달아놓으면 정말로 혼자서 알아서 전력 발생시켜서 연료 차곡차곡 쌓아놓겠네요.

이 때 합성하는 연료는 부탄올이 아니라 연료전지에 쓰기 더 좋은 에탄올 같은 것을 만들어도 될테고요. 지상에선 받아서 그걸 연소시켜서 쓰던가 연료전지에 넣어서 전력을 쓰던가 하면 될테고요.

제가 이 사안을 보고 맨 처음 쓴 댓글에 단 링크 다시 강조.

https://ko.topwar.ru/188429-sinteticheskoe-toplivo-e-jet-dlja-vvs-ssha.html

위 기사를 꼭 읽어보세요