La Marina de los Estados Unidos ve el agua de mar como combustible
Probablemente, muchos propietarios de un automóvil personal soñarían con repostarlo no con gasolina, sino con agua común. Esta forma de repostar combustible simplificaría enormemente la vida de todos y ahorraría rublos adicionales. Pero tales pensamientos en la mayoría de nosotros solo causarán una sonrisa. Sin embargo, vivimos en un mundo en el que lo más imposible, a primera vista, se puede implementar en la práctica. Actualmente, la Marina de los Estados Unidos está seriamente involucrada en el patrocinio de la creación de combustible a base de agua de mar común. El objetivo del ejército de los EE. UU. Es proporcionar flota combustible obtenido del agua de mar. El 7 de abril de 2014, el Laboratorio de Investigación de la Marina de los EE. UU. (NRL) introdujo una instalación que es capaz de generar combustible a partir del agua.
Actualmente, la mayoría de los buques de guerra estadounidenses son propulsados por combustibles de hidrocarburos. Por esta razón, el rango de crucero de los buques de combate está limitado por la capacidad de sus tanques. En parte, este problema puede ser resuelto por buques especiales: camiones cisterna, reabastecimiento de combustible, que acompañan a los grupos de transportistas estadounidenses. Hoy en día, los reactores nucleares como las principales plantas de energía se instalan solo en submarinos estadounidenses (nucleares) y portaaviones, mientras que todos los otros barcos de escolta operan con un tipo de combustible más convencional. En la Armada rusa, los reactores nucleares se instalan en los cruceros de misiles pesados 1144 Orlan, que incluyen el crucero de misiles nucleares pesados Peter the Great, así como los submarinos (nucleares). Al mismo tiempo, los barcos de reabastecimiento de combustible en el mar no son la tarea más fácil, especialmente en condiciones meteorológicas adversas, el proceso de reabastecimiento de combustible puede llevar varias horas y requiere maniobras complicadas.
La Marina de los Estados Unidos cree que lograron encontrar una solución a este problema: el dióxido de carbono (dióxido de carbono CO2). La idea es extraerlo e hidrógeno (H2) directamente del agua de mar. En el futuro, CO2 y H2 se pueden convertir fácilmente en combustible, reabasteciendo de combustible a los barcos durante las caminatas. Esta perspectiva es muy parecida a la de los militares. De hecho, en la actualidad, la Marina de los Estados Unidos debe contener buques cisterna 15, que pueden transportar hasta 2,27 mil millones de litros de combustible para repostar buques de guerra en el mar. Todo esto requiere la solución competente de tareas logísticas bastante complejas para apoyar a las flotas en el mar y requiere un monitoreo constante de todas las comunicaciones marítimas que puedan ser necesarias para garantizar los suministros.
Recarga de embarcaciones en el mar.
La concentración de dióxido de carbono en el agua de mar es aproximadamente 140 veces mayor que en la atmósfera y solo 3 veces menor que, por ejemplo, en el humo de las tuberías de una planta combinada de calor y energía. En este caso, 2-3% de dióxido de carbono se presenta en forma de ácido carbónico (H2CO3), y el resto, sus ésteres y sales: hidrocarbonatos (96-97%) y carbonatos (1%). Vale la pena señalar que, en combinación con el H2, el dióxido de carbono es una materia prima confeccionada que se puede usar para sintetizar combustibles de hidrocarburos.
Sin embargo, los dos problemas más importantes permanecen: cómo extraer simultáneamente el CO2 y el H2 necesarios del agua de mar, y cómo sintetizarlos de manera eficiente en un combustible de hidrocarburo que sea adecuado para su uso. Los especialistas de NRL dicen que lograron resolver ambos problemas, pero por el momento no han revelado detalles específicos. Se informa que la nueva tecnología recibió la designación GTL.
El "corazón" de la instalación, que fue demostrado por 7 en abril, es un módulo especial E-CEM, un módulo de intercambio de cationes electrolíticos que, según los desarrolladores, puede separar CO2 y H2 del agua de mar con un 92% muy alto de eficiencia. Los gases así obtenidos se convierten posteriormente en hidrocarburos líquidos. En condiciones normales, esto sería metano (CH4); sin embargo, debido al uso de catalizadores especialmente seleccionados (los autores mantienen la fórmula química en secreto), la salida logra obtener alquenos largos comparativos (hidrocarburos de etileno) en 60% de casos.
Módulo de intercambio catiónico electrolítico.
Dichos hidrocarburos ya se pueden utilizar en la industria química moderna, así como en algunos tipos de combustible. Posteriormente, utilizando una polimerización controlada, se convierten en cadenas largas, que ya contienen de 9 a 16 átomos de carbono. Dichos indicadores están cerca del combustible que se usa hoy en día en los motores de combustión interna: los motores de combustión interna. Por ejemplo, la gasolina contiene fracciones de carbohidratos en el rango C5-C12, queroseno - C9-C17, combustible diesel - C8-C24.
Hasta hace poco, estas tecnologías solo podían observarse en los laboratorios que se dedicaban a la liberación de unos pocos mililitros de combustible. Sin embargo, los científicos estadounidenses de NRL lograron escalar esta tecnología por primera vez y, además, dicen que se puede usar en la marina prácticamente a escala industrial.
El hecho de que el combustible obtenido de esta manera realmente puede hacer que los motores funcionen se demostró en un pequeño avión de demostración controlado por radio. El modelo controlado por radio del caza estadounidense del Mustang P-51 de la Segunda Guerra Mundial fue alimentado con combustible derivado del agua de mar. El modelo controlado por radio, equipado con un pequeño motor de combustión interna, demostró claramente el potencial de la tecnología para producir dióxido de carbono e hidrógeno a partir del agua de mar con su posterior transformación en combustible. Se destaca especialmente que los desarrolladores no hicieron ningún cambio en el pequeño motor de dos tiempos de un avión controlado por radio. Con combustible experimental, un avión de juguete no voló peor de lo normal. Según los autores del proyecto, en buques y aviones reales, tampoco se requerirán alteraciones de los motores de combustión interna.
Los científicos estiman que el costo del combustible derivado del agua de mar será solo de 8 a 16 centavos por litro. Sin embargo, en este momento, el problema principal de todo el proyecto es la escala: la configuración experimental disponible para el NRL todavía no es lo suficientemente potente como para proporcionar combustible a toda la nave. La creación de una instalación industrial completa puede demorar al menos 7 años, siempre que el proyecto se financie en una cantidad suficiente. Para esta fecha, los desarrolladores prometen construir una planta de procesamiento terrestre a gran escala, una opción de instalación flotante puede surgir mucho más tarde.
De acuerdo con los científicos que trabajan en este proyecto, la tecnología GTL puede volverse comercialmente viable después de aproximadamente 7-10 años. El trabajo principal está en marcha para crear una instalación más potente. Si estos trabajos terminan con éxito, la flota tendrá una oportunidad real de proporcionar combustible a los buques remotos, en particular, los portaaviones y las bases navales. Los transportistas que podrán proporcionar independientemente combustible a sus barcos de escolta podrán aumentar significativamente la estabilidad de combate y la autonomía de los grupos de ataque de AUG. Actualmente, la Marina de los Estados Unidos tiene a 11 AUG en alerta. 10 tiene los puertos de origen de la base naval en los Estados Unidos, uno: la base en Japón (Yokosuka).
Vale la pena señalar que no todo es tan optimista sobre este tema, aunque se han logrado avances. El proceso de producción de combustible a partir de dióxido de carbono e hidrógeno, derivado del agua de mar, es en sí bastante intensivo en energía. Para producir combustible a bordo de un buque de guerra, se necesita energía gratuita. Incluso cuando el barco no necesita su propio recurso de combustible de hidrocarburos (como ocurre con los portaaviones nucleares), necesitará una mayor cantidad de energía de otras fuentes, que se gastará en la producción de combustible a partir de agua de mar. Y esto nos lleva nuevamente al punto de partida, al problema del reabastecimiento de combustible, aunque en un aspecto algo diferente.
Fuentes de información:
http://rnd.cnews.ru/army/news/top/index_science.shtml?2014/04/08/567300
http://rusplt.ru/world/dvigatel-na-morskoy-vode-9193.html
http://www.popmech.ru/article/11803-korabl-na-vode
Actualmente, la mayoría de los buques de guerra estadounidenses son propulsados por combustibles de hidrocarburos. Por esta razón, el rango de crucero de los buques de combate está limitado por la capacidad de sus tanques. En parte, este problema puede ser resuelto por buques especiales: camiones cisterna, reabastecimiento de combustible, que acompañan a los grupos de transportistas estadounidenses. Hoy en día, los reactores nucleares como las principales plantas de energía se instalan solo en submarinos estadounidenses (nucleares) y portaaviones, mientras que todos los otros barcos de escolta operan con un tipo de combustible más convencional. En la Armada rusa, los reactores nucleares se instalan en los cruceros de misiles pesados 1144 Orlan, que incluyen el crucero de misiles nucleares pesados Peter the Great, así como los submarinos (nucleares). Al mismo tiempo, los barcos de reabastecimiento de combustible en el mar no son la tarea más fácil, especialmente en condiciones meteorológicas adversas, el proceso de reabastecimiento de combustible puede llevar varias horas y requiere maniobras complicadas.
La Marina de los Estados Unidos cree que lograron encontrar una solución a este problema: el dióxido de carbono (dióxido de carbono CO2). La idea es extraerlo e hidrógeno (H2) directamente del agua de mar. En el futuro, CO2 y H2 se pueden convertir fácilmente en combustible, reabasteciendo de combustible a los barcos durante las caminatas. Esta perspectiva es muy parecida a la de los militares. De hecho, en la actualidad, la Marina de los Estados Unidos debe contener buques cisterna 15, que pueden transportar hasta 2,27 mil millones de litros de combustible para repostar buques de guerra en el mar. Todo esto requiere la solución competente de tareas logísticas bastante complejas para apoyar a las flotas en el mar y requiere un monitoreo constante de todas las comunicaciones marítimas que puedan ser necesarias para garantizar los suministros.
Recarga de embarcaciones en el mar.
La concentración de dióxido de carbono en el agua de mar es aproximadamente 140 veces mayor que en la atmósfera y solo 3 veces menor que, por ejemplo, en el humo de las tuberías de una planta combinada de calor y energía. En este caso, 2-3% de dióxido de carbono se presenta en forma de ácido carbónico (H2CO3), y el resto, sus ésteres y sales: hidrocarbonatos (96-97%) y carbonatos (1%). Vale la pena señalar que, en combinación con el H2, el dióxido de carbono es una materia prima confeccionada que se puede usar para sintetizar combustibles de hidrocarburos.
Sin embargo, los dos problemas más importantes permanecen: cómo extraer simultáneamente el CO2 y el H2 necesarios del agua de mar, y cómo sintetizarlos de manera eficiente en un combustible de hidrocarburo que sea adecuado para su uso. Los especialistas de NRL dicen que lograron resolver ambos problemas, pero por el momento no han revelado detalles específicos. Se informa que la nueva tecnología recibió la designación GTL.
El "corazón" de la instalación, que fue demostrado por 7 en abril, es un módulo especial E-CEM, un módulo de intercambio de cationes electrolíticos que, según los desarrolladores, puede separar CO2 y H2 del agua de mar con un 92% muy alto de eficiencia. Los gases así obtenidos se convierten posteriormente en hidrocarburos líquidos. En condiciones normales, esto sería metano (CH4); sin embargo, debido al uso de catalizadores especialmente seleccionados (los autores mantienen la fórmula química en secreto), la salida logra obtener alquenos largos comparativos (hidrocarburos de etileno) en 60% de casos.
Módulo de intercambio catiónico electrolítico.
Dichos hidrocarburos ya se pueden utilizar en la industria química moderna, así como en algunos tipos de combustible. Posteriormente, utilizando una polimerización controlada, se convierten en cadenas largas, que ya contienen de 9 a 16 átomos de carbono. Dichos indicadores están cerca del combustible que se usa hoy en día en los motores de combustión interna: los motores de combustión interna. Por ejemplo, la gasolina contiene fracciones de carbohidratos en el rango C5-C12, queroseno - C9-C17, combustible diesel - C8-C24.
Hasta hace poco, estas tecnologías solo podían observarse en los laboratorios que se dedicaban a la liberación de unos pocos mililitros de combustible. Sin embargo, los científicos estadounidenses de NRL lograron escalar esta tecnología por primera vez y, además, dicen que se puede usar en la marina prácticamente a escala industrial.
El hecho de que el combustible obtenido de esta manera realmente puede hacer que los motores funcionen se demostró en un pequeño avión de demostración controlado por radio. El modelo controlado por radio del caza estadounidense del Mustang P-51 de la Segunda Guerra Mundial fue alimentado con combustible derivado del agua de mar. El modelo controlado por radio, equipado con un pequeño motor de combustión interna, demostró claramente el potencial de la tecnología para producir dióxido de carbono e hidrógeno a partir del agua de mar con su posterior transformación en combustible. Se destaca especialmente que los desarrolladores no hicieron ningún cambio en el pequeño motor de dos tiempos de un avión controlado por radio. Con combustible experimental, un avión de juguete no voló peor de lo normal. Según los autores del proyecto, en buques y aviones reales, tampoco se requerirán alteraciones de los motores de combustión interna.
Los científicos estiman que el costo del combustible derivado del agua de mar será solo de 8 a 16 centavos por litro. Sin embargo, en este momento, el problema principal de todo el proyecto es la escala: la configuración experimental disponible para el NRL todavía no es lo suficientemente potente como para proporcionar combustible a toda la nave. La creación de una instalación industrial completa puede demorar al menos 7 años, siempre que el proyecto se financie en una cantidad suficiente. Para esta fecha, los desarrolladores prometen construir una planta de procesamiento terrestre a gran escala, una opción de instalación flotante puede surgir mucho más tarde.
De acuerdo con los científicos que trabajan en este proyecto, la tecnología GTL puede volverse comercialmente viable después de aproximadamente 7-10 años. El trabajo principal está en marcha para crear una instalación más potente. Si estos trabajos terminan con éxito, la flota tendrá una oportunidad real de proporcionar combustible a los buques remotos, en particular, los portaaviones y las bases navales. Los transportistas que podrán proporcionar independientemente combustible a sus barcos de escolta podrán aumentar significativamente la estabilidad de combate y la autonomía de los grupos de ataque de AUG. Actualmente, la Marina de los Estados Unidos tiene a 11 AUG en alerta. 10 tiene los puertos de origen de la base naval en los Estados Unidos, uno: la base en Japón (Yokosuka).
Vale la pena señalar que no todo es tan optimista sobre este tema, aunque se han logrado avances. El proceso de producción de combustible a partir de dióxido de carbono e hidrógeno, derivado del agua de mar, es en sí bastante intensivo en energía. Para producir combustible a bordo de un buque de guerra, se necesita energía gratuita. Incluso cuando el barco no necesita su propio recurso de combustible de hidrocarburos (como ocurre con los portaaviones nucleares), necesitará una mayor cantidad de energía de otras fuentes, que se gastará en la producción de combustible a partir de agua de mar. Y esto nos lleva nuevamente al punto de partida, al problema del reabastecimiento de combustible, aunque en un aspecto algo diferente.
Fuentes de información:
http://rnd.cnews.ru/army/news/top/index_science.shtml?2014/04/08/567300
http://rusplt.ru/world/dvigatel-na-morskoy-vode-9193.html
http://www.popmech.ru/article/11803-korabl-na-vode
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