Může americké námořnictvo proměnit mořskou vodu v proudové palivo?

Hornet F / A-18E přidělený Dambusterům stávky stíhací perutě (VFA) 195 se vypouští z letadlové lodi USS George Washington (CVN 73) během rutinních operací v Jihočínském moři. Se svolením amerického námořnictva, foto poručík Cmdr. Denver Applehans / Vydáno

Určitě mohou - alespoň říkají, že mohou. Někdy. Americké námořnictvo nemusí být schopno vytvářet palivo z mořské vody právě teď, ale tvrdí, že je to možné. Proč nejen proměnit vodu na víno, pak, pokud je tak snadné přeměnit brakický, slaný, znečištěný oceán na něco cennějšího? Pojďme se vrátit asi za 10 let, abychom sledovali logický vývoj teorie slané vody na palivo.

V roce 2003 vynálezce John Kanzius pracoval na metodě využití rádiových vln k cílení a ničení rakovinných buněk, aniž by ovlivnil zdravou kůži v okolí. O několik let později zjistil, že jeho stroj může vyrábět elektřinu pomocí rádiových vln k přepnutí slané vody - po nárazu do vody koncentrovaným výbuchem rádiových vln se voda stala hořlavou a zapálila zapálenou zápalku. Jakmile však byly rádiové vlny zastaveny, voda ztratila hořlavost.

Kanziusův stroj dosahuje tohoto účinku třepáním složení slané vody. Slaná voda (jako byste to už nemohli přijít) je vyrobena ze dvou složek: sůl (chlorid sodný) a voda (vodík a kyslík). Když rádiové vlny proniknou do vody, molekuly vodíku se otřásají a jejich normální vlastnosti hořlavosti se snadněji zpřístupňují.

Jedním z triků, jak využít energii obecně - nejen zapálit slanou vodu - je zajistit, aby proces dokázal zachytit více energie, než vyžaduje provozování všech potřebných strojů k získání energie. Jinak bude výroba energie fungovat s čistou ztrátou a nemá smysl to dělat, protože proces nebude udržitelný. Je to vlastně trochu složitější rovnice, než prosté měření vynaložené energie vs. Existuje také environmentální aspekt - kolik znečištění došlo k vytvoření a provozu stroje a je nově zachycená energie dostatečně čistá, aby to stálo za to? Jsou zdroje pryč k dobrému nebo jsou obnovitelné? A co průběžné náklady na provoz - údržbu? Lidská práce vyžadována? Kanziusův radiový vlnový přístroj zatím nedokáže splnit tyto nezbytné prahy. Byl to (a stále je) pozoruhodný úspěch, ale i jiní inovátoři dosáhli pokroku za posledních 10 let.

V únoru 2012 oznámila japonská firma Furukawa Battery, že pracuje na palivovém článku pomocí podobné technologie. Společnost očekává, že palivové články, když budou připraveny na hlavní čas, budou stát zhruba polovinu oproti srovnatelné konvenční baterii [zdroj: Pentland]. Společnost Furukawa Battery předpokládá, že její technologie bude používána jako zdroj záložní energie v domácnostech, s případným rozšířením do zdravotnických a technologických aplikací. Ale stále je to trochu daleko od tankování velkých vojenských vozidel.

Spolu s tím přišlo americké námořnictvo s masivní flotilou a nenasytnou chutí k drahému palivu. Na konci roku 2012 americké námořnictvo uznalo, že to bude trvat asi deset let, než bude jejich plán oceánské vody na palivový plán věrohodný ... ale je to v práci. Koneckonců mluví o přeměně mořské vody (což je koktejl ze slané vody a spousty dalších věcí) na skutečné palivo, což je významná odchylka od výše uvedených plánů plnění baterií pravděpodobně mnohem čistší solí vodní směs. A nejen palivo, ale i proudové palivo JP-5, což americké námořnictvo dává přednost použití pro svůj značný počet leteckých vozidel.

A toto palivo by mohlo být teoreticky přeměněno na cestách, což značně zjednoduší logistiku doplňování paliva na cestě (ačkoli námořnictvo ještě musí zpevnit logistiku vybavení zpracovatelského stroje na letadlovou loď) [zdroj: Stewart].

Následující proces by mohl vyrobit asi 100 000 galonů (378 541 litrů) JP-5 za den. Mohlo by také pracovat na výrobě syntetických verzí jiných paliv na bázi uhlovodíků, což by nakonec mohlo tento proces učinit všestrannějším. Nejprve by zpracovatelský závod vytáhl oxid uhličitý z vody (vágní čerstvosti a původu). Tento oxid uhličitý by byl uložen nespecifikovaným způsobem, jako recept, který přikazuje kuchaři, aby složku nechal stranou. Potom je mořská voda podrobena postupu reverzní osmózy, který produkuje sladkou vodu - teoreticky se to všechno děje na moři, a proto proces nemůže začít jednoduše sladkou vodou. Druhý proces odděluje všechny atomy sladké vody - dva atomy vodíku pro mě; jeden atom kyslíku pro vás. Poté se vodík setkává s oxidem uhličitým z prvního kroku a vše prochází procesem katalytické přeměny, který vede k vodě, teplu a palivu. Voda a teplo mohou být použity k tomu, aby pomohly pohánět samotný proces nebo se použily jinde na lodi - tento proces vyžaduje určitý druh vnějšího zdroje energie, aby zůstal veškerý stroj v chodu (i když Navy Times naznačují, že přeměna tepelné energie oceánu nebo jaderná energie síla (která je již běžná na vojenských plavidlech) je pravděpodobným uchazečem o odšťavnění takového systému).

Takže je tu voda a teplo. Dost snadné na recyklaci. A palivo. Palivo je samozřejmě konečným cílem. Takže to všechno musí být spáleno. Alespoň to však nebylo použito jako pěšák v nějaké mezinárodní politické moci. V roce 2011 utratilo námořnictvo v průměru 3,50 až 4 dolary za galon (3,8 litru) za JP-5. Odhaduje se, že nový JP-5 stojí 3 až 6 $ za galon (3,8 litru), což se časem sníží, protože úspory nákladů na palivo, skladování a dopravu pomohou splatit počáteční investici.

Poznámka autora: Může americké námořnictvo proměnit mořskou vodu v proudové palivo?

To jsou odpovědi, které jsem nemohl najít. Nikdo - alespoň nikdo, koho jsem mohl najít - nemluví o dalších dopadech těchto syntetických uhlovodíkových paliv na životní prostředí. Palivování lodi nebo paprsku nikdy nebude čisté. Nebo snadné, na to přijde. Vždy však bude užitečné co nejvíce vylepšit proces (zejména nový).

Takže z těchto paliv na bázi syntetických uhlovodíků se zdá rozumné předpokládat, že jakmile jsou spáleny, znečišťují se na stejné úrovni se svými přirozeně získanými protějšky. Tuto teorii zakládám hlavně na skutečnosti, že se stále nazývají „uhlovodíky“ a ne něco jako „vodík“ nebo „voda“. Slovo „uhlík“ bude pravděpodobně vždy mít negativní konotaci, vyvolávající mentální obrazy sazí. (S výjimkou mého devátého stupně přírodovědného učitele, který byl pyromaniac a neustále zapaloval plameny na listy z uhlíkového papíru, složené tak, aby stály vzpřímeně. Zvedly by se do vzduchu, když se papír téměř vyhořel.) Takže, ano, pravděpodobně bude z těchto motorů a výfukových portů vycházet emise kouře a výfukových plynů.

A co se stane s mořskou vodou, která je vyčištěna během výrobního procesu? Jsou kontaminanty rozprostřeny a vráceny zpět do oceánu, když se plaví podél lodi? Nebo je čištěná část vedlejším produktem a oceánský guláš se stává součástí finálního produktu? To jsou otázky, o kterých vím, že bych měl odpovědět, ale že si přeji jen odpovědět. Pokud ale dokážu přimět někoho, aby o nich přemýšlel, musím s tím být spokojený.

Související články

• Mohla by auta na slanou vodu?
• Jak bionafta funguje
• Jak funguje benzínový motor s vodíkovým pohonem
• Jak lze řasy přeměnit na biopalivo?
• Je biopalivo rozumnou (a bezpečnou) alternativou tryskového paliva?

Prameny

• Pentland, William. "Solné palivové články - už brzy?" Forbes. 27. března 2012. (25. února 2013) http://www.forbes.com/sites/williampentland/2012/03/27/salt-water-fuel-cells-coming-soon/
• Stewart, Joshua. "Námořnické oči proměňují mořskou vodu v proudové palivo." Navy Times. 13. října 2012. (25. února 2013) http://www.navytimes.com/news/2012/10/navy-turn-sea-water-into-jet-fuel-101312w/
• Stroh, Michaele. "Proměním vody v palivo." Populární věda. 13. listopadu 2007. (25. února 2013) http://www.popsci.com/scitech/article/2007-11/turning-water-fuel