Spune cuiva că ai inventat o maşină care funcţionează cu apă şi este foarte probabil să te catalogheze drept un mincinos. Însă, acest lucru nu a oprit oamenii de ştiinţă şi inginerii de la Laboratorul de Cercetare Navală SUA (NRL) să îşi dorească să facă navele de luptă să funcţioneze pe bază de apă, sau cel puţin să transforme apa mării în combustibil pentru avioane, relatează Gizmag.com.
Ideea presupune extragerea dioxidului de carbon şi a hidrogenului din apa mării şi apoi transformarea acestora în combustibil pentru avioane printr-un proces de transformare în lichid a gazelor. Dacă această idee se dovedeşte a fi practică, vasele navale americane s-ar putea alimenta singure din mare.
La început pare ciudat ca NRL să îşi dorească să creeze combustibil pentru avioane, însă multe nave moderne funcţionează acum pe bază de turbine de gaz, un tip de motor de avion. În fiecare an flota navală americană de 15 petroliere transportă 2,27 miliarde de litri de combustibil către navele aflate pe mare. Aceasta este o problemă de logistică majoră, agravată de dependenţa dată de naţiuni ostile şi instabile care poate opri furnizarea de combustibili în vremuri de criză. Nu mai trebuie menţionat faptul că o navă care îşi poate crea propriul combustibil în timp ce se deplasează este un avantaj imens.
Apa de mare conţine aproximativ 3% dioxid de carbon sub forma acidului carbonic dizolvat, a carbonatului şi a bicarbonatului. Asta înseamnă cu 140% mai mult decât aerul.
Împreună cu hidrogenul captiv în moleculele de apă, aici se găseşte tot ce este necesar pentru a face combustibili de hidrocarburi pe mare. Problema este cum să faci acest lucru.
Potrivit cercetării dotorului în chimie Heather Willauer, abordarea NRL se bazează pe o tehnologie stabilită. “Reducerea şi hidrogenarea emisiilor de dioxid de carbon pentru a forma hidrocarbon este realizată folosind un catalizator care este asemănător cu cele folosite pentru reducerea Fischer-Tropsch şi hidrogenarea monoxidului de carbon”, a spus aceasta. “Prin modificarea suprafeţei compoziţiei catalizatorilor de fier în reactoare fixate, NRL a îmbunătăţit cu succes eficienţa conversiilor de CO2 cu până la 60%”.
Reducerea Fischer-Tropsch a fost inventată de către Franz Fischer şi Hans Tropsch în Germania în anii ’20. Această reducerea transformă cărbunele, gazul natural sau biomasa în combustibil prin intermediul catalizatorilor de fier sau de altă natură şi este o metodă folosită în ţări cu mult cărbune, dar puţin petrol. În ciudat faptului că este extrem de ineficient şi costisitor, Departamentul de Apărare American a fost îndelung interesat de acest proces.
Procesul NRL începe prin extragerea dioxidului de carbon şi a hidrogenului din apa de mare. Pentru a face acest lucru se folosesc celule electrochimice de acidificare cu trei camere. Pe măsură ce apa de mare trece prin celule, apa este supusă la un curent electric slab. Acest lucru determină apa de mare să schimbe ionii de hidrogen produşi la anod cu ioni de sodiu. Ca şi rezultat, apa de mare este acidificată.
Între timp, la catod, apa este redusă la gaz de hidrogen şi este format hidroxidul de sodiu. Celulele recuperează dioxidul de carbon dizolvat şi legat prin reechilibrarea carbonatului şi a bicarbonatului la gazul de dioxid de carbon din apa de mare acidificată. Produsul final este gaz de hidrogen şi dioxid de carbon. Ca un bonus, hidroxidul de sodiu este adăugat la apa de mare rămasă pentru a neutraliza aciditatea sa.
În următorul pas, hidrogenul şi dioxidul de carbon ajung într-o cameră de reacţie încălzită cu un catalizator de fier. Gazele se combină şi formează hidrocarburi nesaturate lungi, iar metanul este un produs secundar. Hidrocarburile nesaturate sunt apoi oligomerizate, adică sunt determinate să formeze molecule de hidrocarbon mai lungi conţinând între şase şi nouă atomi. Folosind un catalizator de nichel, acestea sunt transformate în combustibil de avion.
Procesul a fost testat în condiţii de ape deschise în Golful Mexic şi NRL lucrează acum la îmbunătăţirea acestuia la o scară mai largă până la un nivel practic. Costul estimat al combustibilului este preconizat a fi între 0,79 şi 1,56 dolari pe litru, iar acest aspect ar putea reprezenta o problemă deoarece preţul actual al combustibilului pentru avion este de aproximativ 0,87 dolari pe litru, ceea ce face produsul NRL să fie aproape de două ori mai scump.
O altă problemă este că procsele care se bazează pe reducerea Fischer-Tropsch suntfoarte intensive şi ineficiente din punct de vedere energetic, un aspect care se adaugă la costul final. De asemenea, produsul final este foarte pur şi poate provoca probleme de lubrifiere şi de sigilare la motoare.
Totuşi, întrebarea cea mai importantă este, de unde vine energia pentru a face combustibilul în timp ce navele se află pe mare? Majoritatea proceselor de reducere Fischer-Tropsch funcţionează din cauză că materialul brut este el însuşi un combustibil. Pentru a face combustibil din cărbune, arzi cărbunele pentru a alimenta procesul. Acelaşi principiu se aplică şi în cazul gazelor naturale, a biomasei şi alte exemple.
În ceea ce priveşte procesul NRL, materialul brut este apa de mare, aşa că ce anume alimentează maşinăria? Combustibilul de avioane produs este doar un mediu de depozitare a energiei, nu o sursă energetică. Până când nu se răspunde la această întrebare, o piesă vitală din puzzle lipseşte.
Sursa: www.financiarul.ro
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu