Czy marynarka wojenna USA może zamienić wodę morską w paliwo do silników odrzutowych?

F / A-18E Hornet przydzielony do Dambusters of Strike Fighter Squadron (VFA) 195 startuje z lotniskowca USS George Washington (CVN 73) podczas rutynowych operacji na Morzu Południowochińskim. Dzięki uprzejmości US Navy, fot. Por. Cmdr. Denver Applehans / Wydany

Z pewnością mogą - cóż, przynajmniej mówią, że mogą. Pewnego dnia. Marynarka wojenna USA może nie być w tej chwili w stanie wytworzyć paliwa z wody morskiej, ale twierdzą, że jest to możliwe. Dlaczego więc nie zamienić wody w wino, skoro tak łatwo jest zamienić słonawy, słony, zanieczyszczony ocean w coś bardziej wartościowego? Cóż, cofnijmy się o około 10 lat, aby prześledzić logiczny rozwój teorii zamiany wody morskiej na paliwo.

W 2003 roku wynalazca o nazwisku John Kanzius pracował nad metodą wykorzystania fal radiowych do namierzania i niszczenia komórek rakowych bez wpływu na pobliską zdrową skórę. Kilka lat później odkrył, że jego maszyna może generować energię elektryczną, używając fal radiowych do rozbijania słonej wody - po uderzeniu w wodę skoncentrowanym podmuchem fal radiowych woda stała się łatwopalna, zapalając zapaloną zapałkę. Woda straciła jednak swoją palność, gdy tylko fale radiowe zostały zatrzymane.

Maszyna Kanziusa osiąga ten efekt poprzez wstrząsanie składem słonej wody. Słona woda (tak jakbyś nie mógł tego wcześniej sobie wyobrazić) składa się z dwóch składników: soli (chlorek sodu) i wody (wodór i tlen). Kiedy fale radiowe wnikają do wody, cząsteczki wodoru są strząsane, a ich normalne właściwości palności stają się łatwiejsze do uzyskania.

Jednym ze sposobów wykorzystania energii w ogóle - a nie tylko zapalania słonej wody - jest upewnienie się, że proces może pochwycić więcej energii niż potrzeba do obsługi wszystkich wymaganych maszyn do wydobycia energii. W przeciwnym razie produkcja energii będzie działać ze stratą netto i nie ma sensu tego robić, ponieważ proces nie będzie zrównoważony. W rzeczywistości jest to trochę bardziej skomplikowane równanie niż zwykły pomiar energii wydatkowanej w stosunku do energii wytworzonej. Jest też aspekt środowiskowy - ile zanieczyszczeń powstało przy tworzeniu i eksploatacji maszyn i czy nowo pozyskana energia jest wystarczająco czysta, aby była tego warta? Czy zasoby zniknęły na dobre, czy są odnawialne? A co z bieżącymi kosztami eksploatacji - utrzymania? Wymagana ludzka praca? Jak dotąd aparat falowy Kanziusa nie może osiągnąć tych niezbędnych progów. Było to (i nadal jest) godnym uwagi osiągnięciem, ale inni innowatorzy również dokonali postępu w ciągu ostatnich 10 lat.

W lutym 2012 roku japońska firma Furukawa Battery ogłosiła, że ​​pracuje nad ogniwem paliwowym wykorzystującym podobną technologię. Firma spodziewa się, że ogniwa paliwowe, gdy będą gotowe na czas największej oglądalności, będą kosztować o połowę mniej niż porównywalny, konwencjonalny akumulator [źródło: Pentland]. Furukawa Battery przewiduje, że jego technologia będzie wykorzystywana jako źródło zasilania awaryjnego w domach, z ostatecznym rozszerzeniem na zastosowania w opiece zdrowotnej i technologiach. Ale nadal jest to trochę dalekie od tankowania dużych pojazdów wojskowych.

Wraz z pojawieniem się Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych ze swoją ogromną flotą i nienasyconym apetytem na drogie paliwo. Pod koniec 2012 roku marynarka wojenna USA przyznała, że ​​minie około dziesięciu lat, zanim plan paliwowy wody oceanicznej będzie wiarygodny… ale jest w trakcie prac. W końcu mówią o zamianie wody oceanicznej (która jest koktajlem ze słonej wody i wielu innych rzeczy) w rzeczywiste paliwo, co jest znacznym odstępstwem od wcześniej wspomnianych planów napełniania akumulatorów prawdopodobnie znacznie czystszą solą. mieszanina wody. I to nie zwykłe paliwo, ale paliwo do silników odrzutowych JP-5, które Marynarka Wojenna USA woli używać w swojej znacznej flocie pojazdów powietrznych.

I to paliwo mogłoby być teoretycznie przekształcane w ruchu, znacznie upraszczając logistykę tankowania na trasie (chociaż marynarka wojenna jeszcze nie utrwaliła logistyki montażu maszyn przetwórczych na lotniskowcu) [źródło: Stewart].

Poniższy proces może przynieść około 100 000 galonów (378 541 litrów) JP-5 dziennie. Może również pomóc w produkcji syntetycznych wersji innych paliw na bazie węglowodorów, co ostatecznie może uczynić proces bardziej wszechstronnym. Po pierwsze, zakład przetwórczy wyciągałby dwutlenek węgla z wody (o niejasnej świeżości i pochodzeniu). Ten dwutlenek węgla byłby przechowywany w nieokreślony sposób, jak przepis instruujący kucharza, że ​​składnik powinien zostać odstawiony. Następnie woda oceaniczna jest poddawana procedurze odwróconej osmozy, która wytwarza świeżą wodę - teoretycznie to wszystko dzieje się na morzu i dlatego procesu nie można po prostu rozpocząć od świeżej wody. Drugi proces oddziela wszystkie atomy słodkiej wody - dla mnie dwa atomy wodoru; jeden atom tlenu dla Ciebie. Następnie wodór spotyka się z dwutlenkiem węgla z pierwszego etapu i wszystko przechodzi przez procedurę konwersji katalitycznej, w wyniku której powstaje woda, ciepło i paliwo. Woda i ciepło mogą być wykorzystane do wspomagania samego procesu lub wykorzystane w innym miejscu na statku - proces wymaga jakiegoś zewnętrznego źródła energii, aby utrzymać wszystkie maszyny w pracy (chociaż Navy Times sugeruje, że oceaniczna konwersja energii termicznej lub energia jądrowa moc (która jest już powszechna na statkach wojskowych) są prawdopodobnymi pretendentami do sycenia takiego systemu).

Więc jest woda i ciepło. Dość łatwo jakoś poddać recyklingowi. I paliwo. Ostatecznym celem jest oczywiście paliwo. A więc wszystko po to, by zostać spalonym. Ale przynajmniej nie był używany jako pionek w jakiejś międzynarodowej grze politycznej. W 2011 roku marynarka wojenna wydała średnio od 3,50 do 4 dolarów za galon (3,8 litra) na JP-5. Szacuje się, że nowy JP-5 kosztuje od 3 do 6 USD za galon (3,8 litra), co z czasem będzie się zmniejszać, ponieważ oszczędności na paliwie, magazynowaniu i transporcie pomagają spłacić początkową inwestycję.

Uwaga autora: Czy marynarka wojenna USA może zamienić wodę morską w paliwo do silników odrzutowych?

To są odpowiedzi, których nie mogłem znaleźć. Nikt - a przynajmniej nikt, kogo mogłem znaleźć - nie mówi o innych konsekwencjach tych syntetycznych paliw węglowodorowych dla środowiska. Tankowanie statku lub odrzutowca nigdy nie będzie czyste. Lub łatwe, jeśli o to chodzi. Ale zawsze warto ulepszyć proces (zwłaszcza nowy proces) tak bardzo, jak to możliwe.

Tak więc w przypadku tych syntetycznych paliw węglowodorowych wydaje się rozsądne założenie, że podczas spalania będą zanieczyszczać na równi z ich naturalnymi odpowiednikami. Opieram tę teorię głównie na fakcie, że nadal nazywa się je „węglowodorami”, a nie czymś w rodzaju „wodoru” czy „wody”. Słowo „węgiel” prawdopodobnie zawsze będzie miało negatywne konotacje, wywołując mentalne obrazy sadzy. (Z wyjątkiem mojego nauczyciela przedmiotów ścisłych w dziewiątej klasie, który był piromanem i ciągle podpalał arkusze kalki, złożone w pozycji pionowej. Unosiły się w powietrze, gdy papier był bliski wypalenia). tak, prawdopodobnie z tych silników i otworów wydechowych będzie wydobywał się sadzowy dym i spaliny.

A co dzieje się z wodą oceaniczną oczyszczoną podczas procesu produkcyjnego? Czy zanieczyszczenia są usuwane i wprowadzane z powrotem do oceanu, ciągnąc za statkiem, gdy płynie dalej? Czy też oczyszczona część jest produktem ubocznym, a gulasz z oceanu staje się częścią produktu końcowego? To są pytania, na które wiem, że powinienem odpowiedzieć, ale chciałbym tylko móc odpowiedzieć. Jeśli jednak uda mi się skłonić kogoś do myślenia o nich, będę musiał być z tego zadowolony.

Powiązane artykuły

• Czy woda morska może napędzać samochody?
• Jak działa Biodiesel
• Jak działa silnik benzynowy wzmocniony wodorem
• Jak można przekształcić algi w biopaliwo?
• Czy biopaliwo jest rozsądną (i bezpieczną) alternatywą dla paliwa lotniczego?

Źródła

• Pentland, William. „Ogniwa paliwowe ze słoną wodą - wkrótce?” Forbes. 27 marca 2012 r. (25 lutego 2013 r.) Http://www.forbes.com/sites/williampentland/2012/03/27/salt-water-fuel-cells-coming-soon/
• Stewart, Joshua. „Oczy marynarki wojennej zmieniają wodę morską w paliwo do silników odrzutowych”. Navy Times. 13 października 2012 r. (25 lutego 2013 r.) Http://www.navytimes.com/news/2012/10/navy-turn-sea-water-into-jet-fuel-101312w/
• Stroh, Michael. „Zamiana wody w paliwo”. Popularna nauka. 13 listopada 2007. (25 lutego 2013) http://www.popsci.com/scitech/article/2007-11/turning-water-fuel